MXene改性过渡金属氧化物复合材料的电性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

当前，世界能源危机正在推动中国发展创新具有高成本效益的技术，生产可再生能源和可持续能源。

分解水是一种很有前途的方法为可充电的金属空气电池以及燃料电池提供氧气和氢气。

然而，由于析氧反应（oer）进程缓慢，它涉及复杂的四电子过程，因此受到严重限制。

2. 国内外研究现状分析

河南理工大学李高杰等人通过水热合成方法制备了rgo-co3o4复合催化剂，系统研究了不同石墨烯含量对rgo-co3o4催化剂的结构以及催化co氧化性能的影响,并研究了该体系催化活性稳定性,初步探讨了该催化剂体系的催化氧化co机理。

[1]重庆交通大学付婷等人利用溶剂热法制备一种高效、稳定的改性石墨烯载纳米co3o4催化剂;以亚甲基蓝(mb)模拟染料废水为底物,测验非均相催化剂活性,确定试验室级模拟应用时脱色处理优化条件,浅析催化降解污染物脱色的机理。

[2]南京航天大学王亚等人将co3o4和co/ng与石墨相氮化碳进行整合,优化其结构和电催化性能。

3. 研究的基本内容与计划

1.mxene/co3o4的制备分别称取质量比例为1：10，10：1，1：1的mxene和乙酸钴，再加入80ml无水乙醇，经过超声粉碎30min，在80℃的水浴条件下不停搅拌8h，然后装入反应釜150℃下反应3小时。

反应取出后离心清洗，清洗结束后进行冷冻干燥，最后研磨得到氧化钴/mxene复合材料。

2.光热材料的表征与测试多角度系统考察多形貌纳米材料的化学组成、晶体结构、尺寸形貌、微观及界面结构、电学、光学等物理化学性质，总结制备方法及条件对纳米材料形成的影响规律，探讨材料结构与性能之间的内在关系。

4. 研究创新点

利用氧化钴纳米颗粒与二维层状材料的有效复合，这种原子级薄的纳米结构对于OER催化是非常有益的，致力于优化过渡金属氧化物的纳米结构以提高OER催化性能。

利用MXenes表面官能团的静电驱动作用，使得金属阳离子吸附在纳米片表面，协助纳米氧化物沉积，为纳米过渡金属氧化物/MXenes纳米复合光热材料提供了新方法。