1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，化石能源的快速消耗造成了许多环境问题，诸如全球变暖、雾霾加重等。因此，寻找一种清洁可再生能源作为化石能源的替代品成了当务之急。作为一种清洁和可持续的能源载体，氢被认为是很有前景的碳基燃料替代品之一，并被广泛地进行研究。通过电解水法制取的h₂作为一种清洁、可再生能源展现了巨大的优势。析氢反应（her）是水分解反应的关键半反应，它需要高活性的电催化剂以降低过电位从而获得高效率。由于具有低的塔菲尔斜率和起始电势，铂基材料被认为是用于her的最有效和催化最稳定的电催化剂。然而，价格昂贵和储量稀少限制了其普遍实际的应用。因此，找到一种非贵金属的her电催化剂能在很大程度上解决能源与环境问题。

由于具有与铂相似的电子结构，过渡金属磷化物，如w和mo的磷化物在最近得到了很大程度的关注和研究。在这些催化剂中，mo基的her电催化剂已经被广泛的研究。即使是以块状或者无定形结构存在，它也具有优秀的her催化活性。通过在纳米层面上设计结构如纳米线、纳米片和纳米颗粒等，由于增加了电催化接触面积和减少了电子与离子固态扩散的传输通道，从而可大幅度提高材料的电催化活性。因此，mo基材料仍然拥有很大的提升空间。

多孔碳材料是一类在气体吸附、传感和催化等领域被广泛运用的多孔材料。利用其孔隙的周期性和结构的规则性，它能作为支撑或卯合（support or counterparts）部分来连接活性物质并最终形成一个功能复合结构。例如，高的比表面积和可调节的气体吸附性能够使大量气体吸附在金属表面并加速其气体相关的催化过程。其周期性孔隙还能支持纳米尺度的mo基材料并且防止其高温下的团聚。此外，纳米多孔结构还能进行有效的传质和暴露活性位点。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以多孔碳材料作为催化剂负载基底，利用水热法、热还原法等原位合成基于多孔碳材料的多孔钼基材料；

材料表征：对基于多孔碳结构的钼基材料进行结构表征和电化学性能测试，通过sem、tem、tg、bet等材料表征与测试对其形貌结构及元素构成进行分析，并测试材料的her性能、塔菲尔斜率及在酸碱中的稳定性。探究其成为一种优异的her催化剂的可行性。

3. 研究计划与安排

第1－4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5－8周：按计划利用水热法、热还原法等合成催化剂材料，并完成材料的形貌表征，物相表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] armand m, tarascon j m. building better batteries[j]. nature, 2008, 451(7179):652.

[2] dunn b, tarascon j m. electrical energy storage for the grid: a battery of choices.[j]. science, 2011, 334(6058):928-35.

[3] bruce p g, freunberger s a, hardwick l j, et al. li-o₂ and li-s batteries with high energy storage.[j]. nature materials, 2011, 11(1):19.