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晶体硼化物作为析氢反应催化剂研究任务书

 2020-02-11 12:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

电解水制氢以自然界中广泛存在的水为原料,具有环境友好无污染,产物纯度高等优势,被认为未来最具发展潜力的制氢方法。以铂、钇为代表的贵金属虽然具有最高效的催化活性,但是高成本和低储量限制了其广泛应用。已有的研究表明过渡金属硼化物作为电极材料可以通过多电子反应实现高比容量;作为储氢材料也表现出了较高的可逆储氢容量,而其所具有的高导电性更为电池反应所必须的电子传输提供了有利条件。与此同时,硼化物作为析氢、析氧反应催化剂也表现出了优异的性能,但是现有的报导都主要是基于非晶态硼化物的电催化行为,而对于晶体硼化物的电催化行为则鲜有报道。针对于此,本工作将对晶体金属硼化物的制备及其电化学析氢行为进行相应的研究。将主要就如下几个方面开展工作: 1.文献调研,了解人类社会快速发展带来的环境、国民健康和人类未来发展安全问题,针对析氢反应催化剂自身特点和优势了解其对于环境持续发展的重要性和可能解决的相关问题。了解析氢催化材料的特点和国内外研究概况和发展趋势,面临的主要问题和解决方案; 2.查阅相关文献,获得晶体金属硼化物的制备方法,合成晶体硼化物; 3.对制备的晶体硼化物进行物相和结构表征,并对其进行电化学性能测试,优化电极制备方法、结构组成及电化学性能; 4.分析总结数据,撰写毕业论文。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求


1. 查阅不少于15篇的参考文献(其中近5年英文文献不少于3篇),了解人类社会快速发展带来的环境、国民健康和人类未来发展安全问题,针对析氢反应催化剂自身特点和优势了解其对于环境持续发展的重要性和可能解决的相关问题。了解硼化物催化电极材料的特点和国内外研究概况和发展趋势,面临的主要问题和解决方案;完成开题报告; 2. 了解硼化物催化材料基础,了解硼化物催化析氢反应机制;实现晶体硼化物催化析氢反应综合性能的提高; 3. 了解材料结构表征的主要方法和手段以及电化学测试分析方法。实验材料主要采用硼氢化物、单质硼以及常用化学试剂,合计约4000元;测试主要对物理结构、形貌、 和电化学性能进行分析,采用电子显微镜、X射线衍射、孔径、光电子谱以及电化学工作站相关仪器分析,总计约3000元。 4. 完成不少于5000字的英文文献翻译; 5. 分析、归纳实验数据,完成毕业论文,字数不少于1.2万字。

3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1—2周:查阅相关文献资料,翻译英文文献;

第3—4周:整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法;撰写开题报告,开题答辩;

第5—9周:合成晶体硼化物,分析合成条件对物理形貌等的影响;

第10—12周:探索晶体硼化物的催化析氢行为,装配到电解池,测试电化学综合性能基础上调整电极材料制备工艺;

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4. 主要参考文献

1. Y. Wang, X. P. Ai, and H. X. Yang, Electrochemical Hydrogen Storage Behaviors of Ultrafine Amorphous Co-B Alloy Particles, Chem. Mater.,2004, 16, 5194-5197.

2. 1. J. Zhang, X. Li, Y. Liu, Z. Zeng, X. Cheng, Y. Wang*, W. Tu, and Mu. Pan, Bi-metallic boride electrocatalysts with enhanced activity for the oxygen evolution reaction, Nanoscale, 2018, 10, 11997-12002.

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