1. 研究目的与意义（文献综述）
随着能源需求的日益增加，高效率、低成本、环境友好的能源转换和存储器件的研究引起了广泛关注。其中，燃料电池和金属空气电池被认为下一代最具有潜力的储能器件 [1-4]，在该类储能器件中的由于氧还原反应中异常高的o=o双键键能和反应缓慢所导致的极化仍然阻碍着其能量转化效率，在已知的商业化的材料中铂或者其合金是已知最好的氧还原反应催化剂，但是应用却受到其高成本和低稳定性的限制[5-8]。多孔材料是一种兼具高的学术研究价值和技术合成挑战的材料，在气体的吸附和存储，分离，化学环境监测，催化，离子发光，磁性和生物医学等方面都具有着巨大的应用，基于晶体工程设计而成的金属有机框架化合物(mofs)以及引起人们的关注[9]。
mofs最为显著的特点是其高达90%的自由体积，在一些以及合成出的mofs材料中，其比表面积可以达到6000 m2/g。mofs的一般定义如下：金属有机框架或者配位聚合物是由金属离子或者金属原子簇与有机配体通过配位键作用形成零维，一维，二维或者三维框架结构的晶态化合物[10]。此类有机无机杂化材料可以同时发挥有机组分和无机金属离子的各自的优势。同时，之中结合力较弱的配位键有较好的易变性和可逆性，可使在自组织过程中更易形成高度有序的框架[11]。mofs优势之一就是可以通过选择不同的金属离子来预先设计不同的配位几何构型，同样，也可以替换不同类型，大小、形状和功能的有机配体，进而组装形成各种不同结构和功能的金属有机框架结构[12]；mofs的另一个优势就是合成过程均在温和条件下完成的[13]。
以经典的zn(bdc)h2o(dmf)配合物(mof-2)为例[14]，其中由4个羧酸根桥联两个zn2 离子得到的桨轮状配位簇合物单元，可以看作是一个具有四联接的平面四边形的次级结构单元;经此简化处理后，整个配合物的框架可以看作是一种修饰的四方网结构，网格中间填充了dmf分子。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容材料制备：采用水热法制备出钴基的类沸石咪唑骨架结构纳米片，通过控制其在惰性气体环境下烧结情况，获得不同类型氮掺杂碳支持的钴基纳米片；
材料表征：测试以该材料为电催化性能，同时讨论其结构与性能的相关性。通过xrd、n2吸/脱附、tem、sem、xps、红外等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析，并采用循环伏安(cv)、旋转圆盘实验等技术对其电催化性能进行了系统评估。
2.2 研究目标
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的项目背景，材料合成机理、材料表征手段。确定方案，完成开题报告。
第4－8周：按照预定的方案构筑不同类型氮掺杂碳支持的钴基纳米片的可控制备，并且对其进行xrd和sem等物相和形貌的表征。
第9－13周：组装电极并测试电催化性能，完成理论分析。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] m. lefèvre, e. proietti, f. jaouen, j. p. dodelet, iron-based catalysts with improved oxygen reduction activity in electrolyte fuel cells. science 324, 71-74 (2009)[2] g. wu, k. l. more, c. m. johnston, p. zelenay, high-performance electrocatalysts for oxygen reduction derived from polyaniline, iron, and cobalt. science 332, 443-447 (2001)
[3]y. y. liang, y. g. li, h. l. wang,j. g. zhou, j. wang, t. regier, h. j. dai, co3o4 nanocrystals on graphene as a synergistic catalyst for oxygen reduction reaction. nat. mater. 10, 780-786 (2011).
[4]y. g. li, w. zhou, h. l. wang, l. m. xie, y. y. liang, f. wei, j. c. idrobo, s. j. penycook, h. j. dai, an oxygen reduction electrocatalyst based on carbon nanotube-graphene complexes. nat. nanotechnol. 7, 394-400 (2012).
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