新型镂空碳球负载碳化钼纳米材料设计合成及能源催化应用开题报告

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，开发高效、清洁、可持续的能源转换和存储技术已成为当务之急。

其中，能源催化作为连接化学能与其他形式能量的关键桥梁，在推动能源结构转型和实现“双碳”目标方面发挥着至关重要的作用。

近年来，纳米材料由于其独特的物理化学性质，例如高比表面积、优异的电子传导性和可调控的形貌结构，在能源催化领域展现出巨大的应用潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，碳基纳米材料和过渡金属化合物在能源催化领域受到了广泛的关注。

镂空碳球作为一种新型的碳基纳米材料，具有高比表面积、优异的导电性和结构稳定性等优点，被认为是理想的催化剂载体材料。

过渡金属碳化物，特别是碳化钼，由于其类似于贵金属铂的电子结构和催化活性，在电催化析氢反应中展现出巨大的潜力。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.镂空碳球的制备：-探索不同模板法制备镂空碳球，如硬模板法、软模板法等。

-通过调控实验参数，如反应温度、时间、ph值等，优化镂空碳球的形貌、尺寸和孔结构。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用多种实验方法和技术手段，具体包括以下几个方面：
1.材料制备：-采用模板法制备镂空碳球，通过控制实验条件调控其形貌、尺寸和孔结构。

-采用浸渍法或化学沉积法将碳化钼纳米材料负载到镂空碳球上，并通过优化负载条件实现碳化钼的均匀分散和牢固负载。

2.材料表征：-采用扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)对材料的形貌和微观结构进行表征。

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.材料设计：-采用新型的镂空碳球作为载体材料，具有高比表面积、优异的导电性和结构稳定性等优点，有利于提高碳化钼纳米材料的催化活性和稳定性。

2.制备方法：-探索简单高效的制备方法，可控制备形貌、尺寸、结构均一的镂空碳球和碳化钼/镂空碳球复合材料。

3.性能研究：-系统研究碳化钼/镂空碳球复合材料在电催化析氢、氧还原等能源催化反应中的性能，并揭示其构效关系。

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]徐颖,张玲,王晓波,等.分级多孔碳球负载纳米mo2c用于高效电催化析氢反应[j].无机材料学报,2020,35(10):1101-1108.

[2]郭亚楠,李亚辉,郭瑞,等.mo2c基纳米材料的制备及其电催化析氢性能研究进展[j].材料导报,2021,35(1):72-81.

[3]刘晓艳,张新波.碳材料负载过渡金属碳化物/氮化物纳米复合材料的研究进展[j].材料导报,2018,32(17):2989-2996.