金属有机框架衍生催化剂的制备及其电催化性能研究开题报告

 2023-10-20 01:02:37

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景
化石燃料的不可再生及无节制使用导致当今世界出现严重的能源危机和环境污染,也是目前人类社会面临的两大难题。

[1]寻求开发绿色可持续的新能源以及有效的能源转换技术是解决能源危机和环境问题的根本出路。

如今大规模推广使用的清洁能源——燃料电池,因其具有工作温度低、启动速度快、比功率高、电池构造简单、污染少且运行稳定等优点,已成为新型绿色清洁能源首选。

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2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容
1、在前人研究基础上设计成本更低的乙醇燃料电池的催化剂。


2、探索以ZIF-67为牺牲模板合成LDH的方法。


3、对合成的CoNi-LDH的形貌以及组成进行表征。

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3. 研究的方法与步骤

1、以二甲基咪唑和六水合硝酸钴为原料,在泡沫镍上原位生长ZIF-67。


2、通过牺牲模板法制备CoNi-LDH材料。

同时进行对比实验,改变钴镍比例来寻找较优合成条件。

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4. 参考文献

[1] Radwan A.,Jin H. H.,He D. P.,Mu S. C.,Nano?Micro Lett.,2021,13(1),1—32.
[2] Zhang C, Huang K. A comprehensive review on the development of solid-state metal-air batteries operated on oxide-ion chemistry [J]. Advanced Energy Materials, 2020, 11(2):2000630.
[3]Wang D, Min Y, Yu Y, Peng B. A general approach for fabrication of nitrogen-doped graphene sheets and its ap‐ plication in supercapacitors [J]. Journal of Colloid and Interface Science,2014,417(1):270.
[4] Zhou W , Gao L , Zhang Y , et al. Composites of Ni-MOF and polyaniline hydrogel for carbon monoxide resistant excellent catalysts of ethanol oxidation reaction[J]. International journal of hydrogen energy, 2021(53):47.
[5] Sanad M F , Santiago A , Tolba S A , et al. CoCu Bimetallic Metal Organic Framework Catalyst Outperforms the Pt/C Benchmark for Oxygen Reduction[J]. Journal of the American Chemical Society, 2021(143):4064.
[6] Choi S , Kim T , Ji H , et al. Isotropic and Anisotropic Growth of Metal-Organic Framework (MOF) on MOF: Logical Inference on MOF Structure Based on Growth Behavior and Morphological Feature[J]. Journal of the American Chemical Society, 2016, 138(43):14434.
[7] Zhou W , Gao L , Zhang Y , et al. Composites of Ni-MOF and polyaniline hydrogel for carbon monoxide resistant excellent catalysts of ethanol oxidation reaction[J]. International journal of hydrogen energy, 2021(53):47.
[8]钟玮. ZIF-67热解制备钴基纳米材料及其催化醇氧化酯化研究. 华南理工大学, 2014:2.
[9] Chen X , Cui J , Wu S , et al. Template-Sacrificing Strategy for Three-Dimensional CoMo-Layered Double-Hydroxide Nanopolyhedra for Electrochemical Sensing of Nitrite[J]. 2021(4):1868.
[10] Prestopino G , Giuseppe D A . Layered Double Hydroxides[J]. 2021.
[11] Karim A V , Hassani A , Eghbali P , et al. Nanostructured modified layered double hydroxides (LDHs)-based catalysts: A review on synthesis, characterization, and applications in water remediation by advanced oxidation processes[J]. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2022, 26(1):100966.
[12] Wang Q , Wang X , He H , et al. Fabrication of Hollow LDH nanocages using ZIF-67 template as superb adsorbent for anionic organic pollutant[J]. Journal of Porous Materials, 2021, 28(17):3.

5. 计划与进度安排

1、2024年1月31日-2024年3月12日
查阅课题相关文献并阅读,了解并学习相关软件和仪器操作。

初拟开题报告并修改完成。


2、2024年3月16日-2024年4月17日
设计催化材料及合成路线与方法。

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