1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着世界经济的快速发展，传统化石能源的储量日渐减少，而能源的需求量却不断加大，能源危机日益深化^[1].不断增长的能源需求引发了对可持续和高效能源转换和存储解决方案的深入研究^[2,3].

水分解提供了一条有吸引力的途径，使化学燃料形式的间歇式太阳能和风能得以储存.电催化分解水是一种可利用较低开路电压(可持续能源发电）发生的常温反应.电催化分解水分为两个半反应：电催化分解水制氧和电催化分解水制氢.电催化分解水制氢一般包括以下几个步骤：（1）液相传质过程，此过程主要受到传质过程控制；（2）氢离子在催化及表面吸附并还原成氢原子的过程；（3）电极表面的氢原子脱附过程；（4）脱附下的氢原子复合成为氢分子并聚集形成氢气气泡；电催化分解水制氧过程通过四个电子的转移过程完成的，通常其反应过程根据催化剂及反应体系的区别通过以下两种路径完成:（1）h₂o(或 oh^-)转换成吸附态的 oh^ads 后通过一步反应生成 o₂^ads，反应通过的一步完成；（2）称之为过氧化氢机理，吸附态的oh^ads首先氧化成 ooh^ads 后再进一步氧化生成 o₂^ads（o₂^ads 从催化剂表面直接脱附生成氧气）.电催化分解水是参加反应的物质在电极、电解液界面得失电子，生成氢气或氧气的过程。控制电催化分解水的因素包括受双电层影响的扩散因素和生成氢气及氧气的化学反应速率，即电荷传递和化学反应两部分.同时也与平衡电位和体系温度有关。oer是整个水分解过程的瓶颈，与各种可再生能源系统有关^[4]. oer 即使经过iro₂和ruo₂等高活性催化剂的促进后，其动力学仍然很缓慢^[5-7].目前，iro₂和ruo₂是碱性溶液中oer最有效的催化剂， 而这些稀有金属氧化物具有成本高和贵金属稀缺等缺点，极大地阻碍了它们的广泛应用^[8,9]。因此，基于非贵金属和碳的材料已经被使用为开发用于水分解的活性电催化剂而广泛研究。特别是，许多co基材料已被用作活性电催化剂，如oer催化剂cose₂ 、co₃o₄ / n掺杂还原氧化石墨烯、γ-coooh 和β-coooh ，her催化剂如co纳米晶、cop、cos₂、co-s，mos₂ / cose₂复合材料等，以及少量双功能oer / her催化剂，如co-p衍生膜、cop中孔纳米棒阵列和nicop纳米片阵列。

层状双金属氢氧化物(ldhs)是一种由带正电荷的金属氢氧化物层和可交换的层间阴离子所构成的二维材料，主要包括金属氢氧化物层和层间成分^[10]。由于特殊的结构，ldhs也具备了一些单金属催化剂不具备的性能：(1)同时具有酸性和碱性；(2)层间阴离子可交换性，可通过交换不同的阴离子得到不同性质的ldhs；(3)化学组成可控制性；(4)热稳定性；(5)记忆效应,ldhs在一定温度条件下煅烧而成的双金属氧化物加入到某种阴离子溶液中，金属氧化物会部分恢复到煅烧前的结构^[11,12]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

（1）通过溶剂热的方法合成出二维钴镍氢氧化物；

（2）通过sem、xrd、xps等方法对材料的微结构进行表征；

（3）将该材料用作分解水的电催化剂，进行电化学性能检测。

3. 研究计划与安排

第一周至第二周：查阅相关文献，明确研究内容，了解研究所需要的条件。确定方案，完成开题报告；

第三周至第十四周：按研究方案开展实验，并结合实际情况进行优化和改进；

第十五周：整理实验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杜世超.铁系金属化合物电催化分解水制氧性能及机制研究.吉林大学.博士学位论文.

[2]n. s. lewis and d. g. nocera, proc. natl. acad. sci. u. s. a., 2006, 103, 15729–15735.

[3]. y jiang ， x li ， t wang ， c wang , enhanced electrocatalytic oxygen evolution of α-co(oh)₂ nanosheets on carbon nanotube/polyimide films, 《nanoscale》 , 2016 , 8 (18) :9667