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1. 研究目的与意义（文献综述）
氢作为一种清洁和可持续的能源载体，被称为化石燃料的有效替代品。与传统的催化蒸汽重整制氢相比，水的电化学裂解具有简单、零二氧化碳排放、高纯度（>99.9%）和可再生优势。目前，碱性水电解因其技术成熟、转化效率高、产品纯度高、生产设备保护等优点在工业中得到了广泛的应用，在工业水碱和氯碱废水的处理中发挥着关键作用。虽然铂和铂基材料作为析氢反应（HER）的催化剂已被广泛研究，其活性和稳定性最高，但其在碱性环境中的迟滞动力学导致了高过电位和高能耗，严重阻碍了碱性电解的实际应用。一般来说，在碱性介质中，HER通过两个步骤进行：水解离和反应中间体形成的Volmer步骤(H2O Pt e-Pt-Had OH-)，然后是Heyrovsky步骤(H2O Had-Pt H2O H-)或Tafel复合步骤(2Pt-Had2Pt H2)。其中有一个Pt不擅长的水解离步骤，为碱性HER中的后续反应提供质子，导致大多数Pt基催化剂在碱性溶液中的交换电流密度比酸性溶液中的交换电流密度低2-3个数量级。因此，有必要合成和开发具有优良性能和稳定性的Pt基碱性催化剂。许多过渡金属氢氧化物或氧化物可以为H-OH键的裂解提供活性中心，因此它们的异质结构与Pt结合在碱性HER上得到了广泛的报道，但异质结构的催化仍然表现出有限的催化性能，因为它们的活性中心仅仅局限于这两个组分的有限界面。
金属-有机骨架(MOFs)是由连接金属中心和功能有机配体的配位键构建的三维(3D)相互连接的网络，已成为催化领域的一个新的前景。MOFs由于其高比表面积、可调谐孔隙率和清晰的多孔结构，也被用作多孔碳和金属/碳的合成模板。 大量的研究集中在煅烧MOFs前驱体以获得各种过渡金属基M-N-C催化，这是提高材料电催化性能的一种方便的方法。例如，MA等人报道了利用咪唑钴骨架通过炭化合成Co-N-C体系作为氧还原反应（ORR）的催化活性位点。Wu等人使用ZIF-8合成出FeCo-N-C催化剂，经电化学分析，不仅在半电池中表现出优异ORR性能，在燃料电池中也表现出与商业Pt/C电极相当的性能。然而，铂基纳米材料作为HER最先进的电催化剂，很少有报道研究Pt和氮相互作用对HER的影响。在本次课题中，我们将会研究超细Pt纳米团簇的设计和合成与锚定在微孔碳多面体（Pt-N@C）中的氮相互作用。作为一种典型的含锌MOF材料，ZIF-8不仅作为嵌入Pt纳米团簇的载体，而且还提供了暴露的氮掺杂物种，在退火处理后形成Pt-N键。
2. 研究的基本内容与方案
铂基材料是目前最好的电催化材料，为了合成和开发具有优良性能和稳定性的pt基碱性催化剂，我们将致力研究超细pt纳米团簇的设计和合成与锚定在微孔碳多面体（pt-n@c）中的氮相互作用，从而提高性能和稳定性。zif-8是一种含zn的mof，在碳化之后可以产生zn团簇，碳化可使材料导电，使其担载pt纳米粒子作为电催化材料，碳化后的zif-8和亚氯铂酸钾混合，室温下10h之后产生pt团簇（由zn团簇置换获得），在该反应中获得更小尺寸的铂，同时也增强pt和mofs载体能有更强的结合。并通过调节煅烧温度和时间获得不同锌含量的模板进行置换获得pt基材料，研究pt-n-c的相互作用，以及对产物her性能的影响。
技术方案：
3. 研究计划与安排
第1-3周：以论文题目为核心，对相关资料进行收集和翻阅。对已搜集的资料翻译并加以整理，论证分析论文的可行性、实际性，确定实验目标和技术路线，进行开题报告。第4-10周：根据计划进行实验，每两周进行总结，并根据查找的数据和相关资料和实际取得的进展研究遇到的问题以及解决方案。
第10-13周：完成论文的初稿部分，向指导老师寻求意见，优化论文的结构，润色语句，并根据需要补充实验数据。第14周，论文资料整合，最终定稿，为最终的答辩做好各方面准备，熟悉论文内容，增强自己对论文内容的把握，进行一定的思维发散，设计论文答。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]j ying, x y yang, et al. nitrogen-dopedhollow porous carbon polyhedrons embedded with highly dispersed ptnanoparticles as a highly ecient and stable hydrogen evolutionelectrocatalyst[j]. nano energy, 2017(40): 88-94.
[2]q h yang, q xu, h l jiang. metal–organicframeworks meet metal nanoparticles: synergistic effect for enhanced catalysis[j].chem soc rev, 2017(46): 4774-4808.
[3]l z zhuang, y jia, z h zhu, x dyao, et al. defect-induced pt–co–se coordinated sites with highly asymmetricalelectronic distribution for boosting oxygen-involving electrocatalysis[j]. adv mater, 2018(5581): 1-10
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