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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着人类社会科技的发展，人类对能源的需求日益增大。但传统化石燃料的逐年消耗和日益短缺，并且造成许多环境问题（全球气候变暖，酸雨等）。能源严重限制了人类社会经济和科技的持续发展，这使得寻找可持续发展能源成为当务之急。氢气具有能量密度高，环境友好等优点，是一种非常具有前景的清洁能源。当前制备氢气的途径有太阳能光解水 、生物质转化 、热能裂解水 、电解水等可持续能源制氢技术。在各种制氢技术中，电解水因其成本低和能量转化高而成为研究重点。在电解水制氢中需要运用催化剂来提高能源转换效率。传统的贵金属电催化剂如ruo2、iro2和pt/c具有较高的催化活性，但它们的高成本和稀缺性不利于在碱性电分解水槽大规模使用和降低成本。因此，运用地球储量丰富和便宜的金属元素作为催化剂成为热点研究方向。在碱性条件下使用的非贵金属电催化剂的广泛研究中，nife化合物催化性能良好，铁镍双氢氧化物（nife-ldh）表现出优异的双催化性能，即可以催化析氢反应（her）和析氧反应（oer）。近年来除了无机化合物（例如nife-ldh），具有优秀的催化活性的nife有机金属框架材料也逐渐被用于oer催化剂研究。
电解水反应的标准电极电势为1.23 v，即理论上在电解池两极间施加1.23 v的电势即可发生水裂解反应。然而，由于反应动力学的原因，实际裂解水的电势需要达到1.55 v甚至1.65 v。实际电势为电解水反应理论电势、克服电解池内存在电阻 (溶液电阻、接触电阻等)的所需电势、阴极半反应和阳极半反应发生的所需电势总和。克服电解池内存在电阻（溶液电阻、接触电势等）的所需电势可通过优化电解池结构来降低。阴极半反应和阳极半反应发生所需电势通过在反应中引入催化剂——改变相关反应能垒——来达到降低相应反应过电势的目的，最终提高能源转换效率。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：通过水热法设计构筑nife-ldh（泡沫镍基底）和nife-mof(泡沫镍)。
材料表征：对nife-ldh材料和nife-mof材料结构表征和电化学测试，通过xrd、tem、sem、xps、raman等手段对材料进行物相、形貌、元素状态等进行表征。并且在三电极体系中，采用循环伏安(cv)、线性扫描伏安(lsv)等电化学测试技术对其电化学性能进行系统评估。计时电流法（ca）后再次用raman和xps测试，讨论前后配位结构变化以及层间阴离子变化。研究层间阴离子对其双功能催化反应活性影响。
3. 研究计划与安排
第1－2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定方案，完成开题报告。
第3－5周：按设计方案制备nife双金属化合物材料。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] chen g, wang t, zhang j, et al. accelerated hydrogen evolution kinetics on nife‐layered double hydroxide electrocatalysts by tailoring water dissociation active sites[j]. advanced materials, 2018, 30(10): 1706279.
[2] duan j, chen s, zhao c. ultrathin metal-organic framework array for efficient electrocatalytic water splitting[j]. nature communications, 2017, 8(1): 1-7.
[3] gao z w, liu j y, chen x m, et al. engineering nio/nife ldh intersection to bypass scaling relationship for oxygen evolution reaction via dynamic tridimensional adsorption of intermediates[j]. advanced materials, 2019, 31(11): 1804769.
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