三元合金钯铜钴/石墨烯纳米复合材料的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

石墨烯以其优异的物理、化学性质成为了当今社会最为炙手可热的材料，它表现出优良的热稳定性、高杨氏模量和理论上巨大的比表面积，使其成为了科研工作者的宠儿。近十年来，众多关于石墨烯的工作被报道出来，石墨烯不仅能单独作为优良的导电导热材料，也可以作为优秀的载体材料与其它材料进行复合得到复合材料增强体。

燃料电池是一种可以高效的将燃料和氧化剂的化学能转成电能的发电装置。燃料电池来源广泛且持续，发电过程中对环境无污染，有望代替化石能源，解决21世纪能源危机和环境污染问题。而用于燃料电池应用的高性能非铂电催化剂的开发也倍受关注。基于钯的纳米合金被认为是替代铂催化剂用于燃料电池中阴极和阳极反应的候选者。树枝状pd59cu30co11纳米合金对氧还原和甲酸氧化的质量活性高于先前报道的非铂金属纳米催化剂。与商业铂/碳催化剂相比，pd59cu30co11纳米合金还表现出优异的氧还原和甲酸氧化耐久性以及良好的抗甲醇/乙醇干扰能力。树枝状pd59cu30co11纳米合金的高性能归因于效果的组合，包括缺陷，协同效应，钯的d-带中心的变化和表面应变。故可以用来与石墨烯复合制备出氧还原和甲酸氧化的稳健的多功能电催化剂的复合材料。并根据复合材料自身的性质来进行相应的性能测试。课题计划开发一种简便的合成树枝状钯-铜-钴三金属纳米合金的途径，作为用于氧还原和甲酸氧化的稳健的多功能电催化剂。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

树枝状pd₅₉cu₃₀co₁₁纳米合金的高性能归因于效果的组合，包括缺陷，协同效应，钯的d-带中心的变化和表面应变。故可以用来与石墨烯复合制备出氧还原和甲酸氧化的稳健的多功能电催化剂的复合材料；并根据复合材料自身的性质来进行相应的性能测试。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

1、以dmf液相超声剥离法制备氧化石墨烯。

2、以六水氯化钴、 氯化铜、四氯钯酸钠、pvp为原料，通过水热的方法合成三元合金，研究水洗条件对材料的形貌的影响，以便确定最优的实验工艺。

4. 参考文献

[1] c. chen，s. rosenblatt，k. i. bolotin，w. kalb，p. kim，et al. performance of monolayer graphene nanomechanical resonators with electrical readout[j]. nature nanotechnology,2009,4(12): 861-867.

[2] y.li，w.gao，l.ci，c.wang，p. m.ajayan. catalytic performance of pt nanoparticles on reduced graphene oxide for methanol electro-oxidation[j]. carbon,2010,48(4): 1124-1130.

[3] j. chen，c. jang，s. xiao，m. ishigami，m. s. fuhrer. intrinsic and extrinsic performance limits of graphene devices on sio₂[j].nature nanotechnology,2008,3(4): 206-9.

5. 计划与进度安排

一、2022.11.25-2022.3.25

阅读文献，完成文献综述和开题报告，外文论文翻译；

二、2022.3.26-2022.4.15