三维石墨气凝胶负载MoAlB的HER性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源载体，被认为是未来最有希望取代传统化石燃料的能源之一。

电解水析氢反应（her）是制备高纯度氢气的有效途径之一，而开发高效、稳定、低成本的her电催化剂是推动氢能技术发展的重要前提。

本选题的研究意义在于探索新型高效的her电催化剂，并研究其电催化析氢性能，为推动氢能技术的应用和发展提供理论依据和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，电催化析氢反应(her)因其在可再生能源技术中的关键作用而受到越来越多的关注。

特别是，开发具有高效催化活性和出色稳定性的地球资源丰富的her电催化剂仍然是一项关键挑战。

国内研究现状：中国学者在her电催化剂的研究方面取得了一系列重要进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以三维石墨气凝胶作为载体，采用合理的方法将moalb负载到其表面，制备出moalb/三维石墨气凝胶复合材料。

通过x射线衍射(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)等技术手段对材料的物相、微观结构和形貌进行表征。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：1.材料制备：采用化学气相沉积法或水热法制备三维石墨气凝胶，采用固相反应法或溶胶-凝胶法制备moalb，采用浸渍法或化学键合法将moalb负载到三维石墨气凝胶上，制备moalb/三维石墨气凝胶复合材料。

2.材料表征：采用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、x射线光电子能谱仪(xps)等对材料的物相、形貌、结构和组成进行表征。

3.电化学性能测试：采用电化学工作站对材料的电化学性能进行测试，包括线性扫描伏安法(lsv)、循环伏安法(cv)和电化学阻抗谱(eis)等，以评估材料的her催化活性、稳定性和反应动力学。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.首次将moalb材料应用于her电催化剂，拓展了her电催化剂的研究领域。

2.采用三维石墨气凝胶作为载体，有效提高了moalb的催化活性位点数量和电荷传输效率，从而提高了her催化效率。

3.系统研究了moalb/三维石墨气凝胶复合材料的her性能，并探讨了其催化机理，为her催化剂的设计和开发提供了理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘丹, 邓梅, 吴浩, 等. 石墨烯材料负载过渡金属磷化物her电催化剂研究进展[j]. 无机材料, 2021, 36(12): 1287-1300.

2. 王超, 王亮, 张帅, 等. 二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物(mxenes) her、oer和orr电催化剂研究进展[j]. 应用化学, 2020, 37(11): 1253-1268.

3. 王磊, 韩晓宇, 魏丽娇, 等. 电催化析氢反应非贵金属电催化剂研究进展[j]. 电池, 2020, 50(5): 329-336.