Salen金属配合物的制备及其电催化性能研究开题报告
2021-03-10 11:03
1. 研究目的与意义(文献综述)
氢能是最重要的清洁能源之一,它的大规模开发及利用可以解决当前阻碍世界上各个国家可持续发展的一大难题——能源短缺,对未来能源系统的重要性不言而喻。在自然界中,氢不是以分子形式存在的,而是主要存在于水中。传统制氢方式主要分为两种,一是通过对煤、石油或者天然气等进行重整制得氢气(包括热化学法高温热解制氢及等离子化学法等),但这些方法存在着明显的缺点,能耗高,甚至在得到氢气的同时污染环境;另一种则是以水为反应物,通过电解或热解制氢,对环境友好[1]。所以水分裂以产生氢被认为是未来提供清洁能源的理想途径[2]。
我国氢气年产量现已超过千万吨规模,位居世界第一[3]。但是目前世界90%以上的氢气依旧是通过化石燃料制得的,如天然气蒸汽重整制氢,并不能减少对环境的污染以及对资源利用的可持续性。而电解水制氢由于无污染、工艺简单、效率高成为研究的重点领域。
电解水最早发现于1789年,但是直到1869年gramme发明直流发电机后,电解水才逐渐引起越来越多人的关注,成为一种廉价制氢的方法。目前电解水制氢的产量约占世界氢气总产量4%[4]。尽管在工业制氢中电解水制氢产量少,但是由于电解水制氢对环境友好,符合当前世界可持续发展的要求,且工艺简单,产品纯度高,氢气、氧气纯度一般可达99.9%,是最有潜力的大规模制氢技术[5]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究内容
首先合成水杨醛衍生物,之后合成salen配体,然后与金属化合物反应得到非贵金属(cu、mn、ni)-salen配合物,再将催化剂修饰在工作电极表面,测试其电催化性能,最后对实验数据进行讨论。
2.2技术方案及措施
3. 研究计划与安排
1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需药品、仪器。确定方案,完成开题报告;
3-8周:完成salen金属配合物的合成并表征。
8-14周:完成配合物修饰电极对析氢析氧反应的电催化实验。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]郭思瑶. 新型光催化材料的形貌调控及其光解水制氢性能研究[d]. 湖北武汉:华中科技大学,2014,5
[2]n jiang, b you, m sheng. electrodeposited cobalt-phosphorous-derived films as competent bifunctional catalysts for overall water splitting[j]. angewandte chemie international edition, 2015,54(21):6251-6254
[3]毛宗强. 氢能——21世纪的绿色能源[m]. 北京:化学工业出版社,2005:1-417
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