1. 毕业设计（论文）主要内容：

氧还原反应 (oxygen reduction reaction, orr) 在金属空气电池、燃料电池等清洁能源技术中有着十分重要的地位，由于在发生反应时有着较高的过电势，并且涉及多步质子耦合和四电子转移过程，反应过程在动力学上较为缓慢，所需能量较高，需要电催化剂促进反应进行，降低能量消耗。迄今为止，pt基催化剂仍然是目前性能最优异的氧还原催化剂，但是其价格昂贵，储量稀少，严重阻碍了pt基催化剂的商业化和在电催化反应中的广泛应用。因此，开发出制备方法简单，廉价，使用寿命长的电催化剂，对清洁能源技术的商业化应用有着非凡的意义。

一系列过渡金属，金属氧化物，硫化物，氮掺杂碳材料，以及分子化合物等被大量研究，意图获得稳定高效的电催化剂，其中，金属卟啉和金属酞菁化合物因容易获得，在分子水平上化学性能稳定，具有结构可调谐性等卓越优势而备受关注。金属酞菁（metal phthalocyanine）化合物是一种有着m-n4大环结构的化合物，酞菁内部有一个空穴，可容纳铁、钴、铜等过渡金属，内环能够形成18p电子的大p结构，该体系内的p电子有利于电化学反应中电子的快速传输。碳纳米管是由石墨烯组成的圆柱状结构，具有大的表面积，高结晶度，出色的电导性和耐腐蚀性，因此，在催化剂的支撑材料方面有着巨大的应用潜能。酞菁化合物中的p电子容易与碳管形成强的π-π相互作用而键连，因此，本课题拟采用将酞菁铁和碳管的n,n-二甲基甲酰胺 (dmf) 溶液混合搅拌的简单方式实现酞菁分子在碳管表面的吸附，制备兼具二者优势的高效催化剂，并对这种复合催化剂的性能优化和应用做进一步研究。

设计（论文）主要内容:

1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

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），完成开题报告；

2.掌握酞菁钴复合碳纳米管催化剂的制备和性能调控方法；

3.掌握酞菁钴复合碳纳米管催化剂的结构表征和性能测试的方法；

3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备酞菁钴/碳纳米管复合催化剂。

第8－10周：采用xrd、sem、tem、bet、cv、eis等测试技术对材料的物相、显微结构、比表面积、电催化性能等进行测试。

4. 主要参考文献

[1] zhang x, wu z,zhang x, et al. highly selective and active co₂ reductionelectrocatalysts based on cobalt phthalocyanine/carbon nanotube hybridstructures[j]. nature communications，2017, 8:14675.

[2] yasuda s, furuyaa, uchibori y, et al. iron–nitrogen‐doped vertically aligned carbon nanotubeelectrocatalyst for the oxygen reduction reaction[j]. advanced functionalmaterials，2016, 26(5):738-744.

[3] choi h j, kumar na, baek j b. graphene supported non-precious metal-macrocycle catalysts foroxygen reduction reaction in fuel cells[j]. nanoscale，2015,7(16):6991-6998.