单原子Pt@Au rod催化剂的合成 及析氢性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

工业化革命以来，世界各国对化石能源使用逐渐增长，随着化石燃料的日渐紧缺，以及对碳排放的收紧，电能作为一种清洁、高效能源将逐渐替代石油等化石燃料。

氢能源可以作为清洁储能方案，将具有间歇性的可持续能源如太阳能、风能，或者电网峰谷波动时的剩余能量有效利用起来。

在可以预见的未来，氢能源将成为重要的能源将被大量使用。

2. 课题关键问题和重难点

(1)选择欠电位沉积法和置换反应制备单原子催化剂。

(2)铂位于氢火山的顶部，具有几乎是热中性的Δgh，所以铂是性能最好的催化剂，但是铂的稀缺性和高成本可能会限制其广泛的技术应用，所以如何减少铂的使用量是本课题的重难点。

(3)本次课题的研究目的通过将铂催化剂单原子化，以增加铂的原子利用率，从而减少成本。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.单原子催化剂的概述1.1 单原子催化剂的简介 金属颗粒催化剂在多相催化中，例如催化加氢，氧化，甲烷重整，水煤气转化，光催化和电催化等有着广泛的应用。

然而，在催化反应中，主要的活性位点集中在颗粒表面。

所以，在金属颗粒催化剂中表层原子是催化反应的主要活性位点，而颗粒体相中的金属原子对催化活性影响其小。

4. 研究方案

第一阶段：1、运用资料搜集方法，从历届文献及课题领域中外最新研究进展切入，整理出实验计划各种可能的思路；2、积极与导师沟通，制定切实可行的实验方法。

第二阶段：开展课题实验，运用欠电位沉积法，使阳极氧化，cu欠电位沉积，金属之间的置换反应制备可以直接电催化析氢反应的电极材料。

首先将au棒置于硫酸铜溶液中，通电，使铜原子附着于au棒上，运用电化学仪器多次扫描得到循环伏安图，找出单层原子沉积电压，固定电压，利用金属之间的置换反应，用pt将cu置换，得到pt电催化析氢电极材料，再做电催化析氢测试，利用lsv线扫，得出tafel曲线，总结析氢性能。

5. 工作计划

（第一学期）第1周毕业设计题目开题，提交与课题《单原子pt@Au rod材料的合成与性能研究》相关的外文文献翻译一篇，不少于3000字；第2周课题相关文献资料收集整理，完成不少于3000字的文献综述一篇，明确课题实验思路并制定实验方案，提交开题报告；（第二学期）第3-7周开展课题实验，撰写毕业论文初稿并提交指导老师审查并接受中期检查；第8-9周完成主要实验部分，分析实验结果，修改和完善之前的工作，征求指导老师意见获得删改意见，进一步完善毕业论文；第10周完成毕业论文初稿并进行查重降重，最后以规定格式出稿；第11周论文二次纠错审阅，以规定格式正式提交论文；第12周材料提交，论文答辩。