基于铁、镍的普鲁士蓝类似物的制备及其在OER中的应用开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源需求的日益增长和环境问题的日益严峻，开发清洁、高效、可持续的能源转换和存储技术迫在眉睫。

其中，电化学水分解制氢被认为是最具潜力的绿色制氢技术之一，而氧析出反应（oxygenevolutionreaction,oer）是电解水制氢的瓶颈反应，其动力学缓慢，需要较高的过电位，严重制约了电解水制氢的效率。

因此，开发高效、稳定、低成本的oer电催化剂具有重要的现实意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，普鲁士蓝类似物（pbas）作为一种极具潜力的oer电催化剂材料，受到了国内外研究者的广泛关注。

1. 国内研究现状

国内学者在pbas的制备、表征和oer催化性能研究方面取得了一系列重要进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容：
1.铁、镍基pbas的制备：采用水热法、溶剂热法等方法，制备形貌可控、比表面积大、活性位点丰富的铁、镍基pbas纳米材料。

通过调控反应条件，如反应温度、反应时间、ph值、前驱体浓度等，研究其对pbas形貌、结构和oer催化性能的影响。

2.铁、镍基pbas的表征：利用x射线衍射（xrd）、扫描电子显微镜（sem）、透射电子显微镜（tem）、x射线光电子能谱（xps）等手段对制备的铁、镍基pbas进行形貌、结构、组成和价态分析。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和理论计算相结合的方法，具体步骤如下：
1.材料制备：利用水热法、溶剂热法等方法，通过控制反应条件，如反应温度、反应时间、ph值、前驱体浓度等，制备出一系列形貌、尺寸和组成可控的铁、镍基pbas纳米材料。

2.材料表征：利用x射线衍射仪（xrd）、扫描电子显微镜（sem）、透射电子显微镜（tem）、x射线光电子能谱仪（xps）等对制备的材料进行表征，分析其晶体结构、形貌、尺寸、元素组成和化学价态等。

3.电化学性能测试：利用电化学工作站，采用三电极体系，以旋转圆盘电极（rde）或旋转环盘电极（rrde）为工作电极，研究材料的oer催化性能。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.制备方法的创新：本研究将探索新的制备方法，如水热法、溶剂热法等，制备形貌可控、比表面积大、活性位点丰富的铁、镍基pbas纳米材料，以期提高其oer催化活性。

2.结构调控的创新：通过调控铁、镍的比例、引入其他过渡金属元素或非金属元素等方法，优化pbas的组成和结构，提高其oer催化活性。

3.催化机理的深入研究：结合实验结果和理论计算，深入探讨铁、镍基pbas的oer催化机理，揭示其催化活性来源和反应路径，为设计和开发高效稳定的oer电催化剂提供理论指导。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 张华, 彭扬, 焦成丽, 等. 普鲁士蓝及其类似物的结构调控与电催化氧析出性能研究进展[j]. 无机材料学报, 2022, 37(1): 1-14.

2. 王野, 魏强, 郑明波, 等. 镍铁基普鲁士蓝类似物纳米材料的制备及其电催化氧析出性能[j]. 化学学报, 2021, 79(10): 1256-1264.

3. 李明, 陈晓红, 张涛. 普鲁士蓝类似物在电催化氧析出反应中的应用研究进展[j]. 化学进展, 2020, 32(9): 1977-1988.