氮掺杂碳负载磷化钼纳米材料及其电催化析氢性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源，被认为是未来最具潜力的能源载体之一。

电解水制氢技术因其环境友好、产物纯度高等优点，成为当前的研究热点。

然而，电解水制氢的效率受到析氢反应（her）缓慢的动力学过程的限制，因此开发高效、稳定、廉价的析氢电催化剂至关重要。

2. 本选题国内外研究状况综述

电催化析氢反应(her)是高效利用氢能的关键技术之一，近年来受到广泛关注。

过渡金属磷化物(tmps)由于其独特的电子结构和优异的电催化活性，被认为是有潜力的her电催化剂。

国内研究方面，清华大学、中国科学技术大学、复旦大学等高校在过渡金属磷化物电催化剂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

本研究将采用简单、可控的方法制备氮掺杂碳负载磷化钼纳米材料，并对其进行系统表征和电催化析氢性能研究。

具体研究内容如下：
1.氮掺杂碳材料的制备：采用合适的碳源和氮源，通过高温热解的方法制备具有不同氮掺杂量的碳材料。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用如下方法与步骤开展研究：
1.材料制备：首先，采用高温热解法制备氮掺杂碳材料，通过控制热解温度、时间和氮源比例来调控氮掺杂量。

然后，以制备的氮掺杂碳材料为载体，采用溶剂热法合成磷化钼纳米材料。

通过优化溶剂、反应温度、时间和原料比例等条件，控制磷化钼纳米材料的形貌、尺寸和分散性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.合理设计并制备了具有特定结构和形貌的氮掺杂碳负载磷化钼纳米材料，并通过调控氮掺杂量和磷化钼的负载量，优化了材料的电催化析氢性能。

2.深入研究了氮掺杂对磷化钼电催化析氢性能的影响机制，揭示了氮掺杂促进电荷传输、提高活性位点密度和增强吸附氢能力的作用机制，为设计高性能电催化剂提供了理论指导。

3.探究了氮掺杂碳负载磷化钼纳米材料的电催化析氢反应机理，为进一步优化材料的结构和性能，以及开发新型高效电催化剂提供了理论依据。

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.张晓东, 郭林, 张锁雷, 等. 过渡金属磷化物基电催化剂的 her 活性调控策略[j]. 无机材料学报, 2022, 37(1): 1-16.

2.王玉荣, 王丹, 张洪杰. 电催化析氢非贵金属催化剂研究进展[j]. 化学进展, 2019, 31(02): 233-248.

3.王磊, 王亮, 付丽君, 等. 过渡金属磷化物基电催化剂的制备及其电催化析氢性能[j]. 化学通报, 2020, 83(9): 831-846.