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镍基钙钛矿型氧化物在电催化析氢反应中的研究任务书

 2020-06-08 21:19:04  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

本课题要求在查阅文献的基础上,使用XRD、XPS、SEM、BET等表征手段及电化学工作站等研究手段,对多种镍基钙钛矿氧化物的电催化析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)的性能进行较为系统的研究,从而为新型高效HER电催化剂的开发和优化提供指导。

课题要求: 1、检索和阅读与课题相关的文献资料; 2、多种镍基钙钛矿氧化物催化材料的合成及相应的结构表征; 3、掌握旋转圆盘(环盘)电极技术及电极制备工艺; 4、采用电化学工作站分析镍基钙钛矿氧化物对HER的电催化性能。

2. 参考文献

[1] Suntivich J, May K J, Gasteiger H A, Goodenough J B, Shao-Horn Y. A Perovskite Oxide Optimized for Oxygen Evolution Catalysis from Molecular Orbital Principles [J]. Science. 2011,334(6061):1383-1385. [2] Xu X, Chen Y, Zhou W, Zhu Z, Su C, Liu M, Shao Z. A perovskite electrocatalyst for efficient hydrogen evolution reaction [J]. Adv. Mater. 2016, 28(30): 6442-6448. [3] Jin H, Wang J, Su D, Wei Z, Pang Z, Wang Y. In situ cobalt#8211;cobalt oxide/N-doped carbon hybrids as superior bifunctional electrocatalysts for hydrogen and oxygen evolution [J]. J. Am. Chem. Soc. 2015,.137(7): 2688-2694. [4] Gong M, Zhou W, Tsai M-C, Zhou J, Guan M, Lin M-C, Zhang B, Hu Y, Wang D-Y, Yang J, Pennycook S J, Hwang B-J, Dai H. Nanoscale nickel oxide/nickel heterostructures for active hydrogen evolution electrocatalysis [J]. Nat. Commun. 2014, 5: 4695. [5] Vrubel H, Hu X. Molybdenum boride and carbide catalyze hydrogen evolution in both acidic and basic solutions [J]. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51(51): 12703-1270. [6] Benck J D, Hellstern T R, Kibsgaard J, Chakthranont P, Jaramillo T F. Catalyzing the hydrogen evolution reaction (HER) with molybdenum sulfide nanomaterials [J]. ACS Catal. 2014, 4(11): 3957-3971. [7] Wang J, Cui W, Liu Q, Xing Z, Asiri A M, Sun X. Recent Progress in Cobalt-Based Heterogeneous Catalysts for Electrochemical Water Splitting [J]. AdV. Mater. 2016, 28(2): 215-230. [8] Chen D, Chen C, Baiyee Z M, Shao Z, Ciucci F. Nonstoichiometric oxides as low-cost and highly-efficient oxygen reduction/evolution catalysts for low-temperature electrochemical devices [J]. Chem. Rev. 2015, 115(18): 9869-9921.

3. 毕业设计(论文)进程安排

1-3周:阅读文献并撰写文献综述;学习实验安全知识及操作规范; 4-6周:熟悉实验室环境和仪器;学习并练习实验操作及仪器使用; 7-10周:合成镍基钙钛矿氧化物催化剂材料;采用XRD、XPS、SEM、BET等表征手段对粉体的理化性质进行表征; 11-14周:采用旋转圆盘(环盘)电极技术测试镍基钙钛矿氧化物粉体催化HER反应的电化学性能;分析、处理及汇总实验数据; 15-17周:撰写毕业论文,准备答辩。

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