ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物的制备及电催化性能研究的开题报告.docx

ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物的制备及电催化性能研究的开题报告
题目：ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物的制备及电催化性能研究
一、研究背景及意义
氧化物作为一种重要的催化剂，在化学合成和能源转换领域具有广泛的应用。其中，铜、镍氧化物具有优良的电化学和催化性能，被广泛应用于化学合成、电催化水分解等领域。然而，氧化物本身的活性较低，需要制备高效的载体才能发挥其最大催化性能。而MOFs(Metal-organicframework)材料因其结构可调的特性，被广泛应用于氧化物负载载体的制备中。其中，ZIFs(Zeoliticimidazolateframework)类MOFs因其稳定性和热稳定性远高于其他MOFs，被广泛应用于催化剂的制备中。
二、研究内容及研究方案
本研究主要分为三部分：
1、制备ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物
本研究计划采用高温热解法，将提前合成好的ZIFs与铜、镍前体经过共热处理，制备出ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物复合催化剂。通过X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对其结构和形貌进行表征。
2、表征复合催化剂的电催化性能
通过循环伏安法和计时电流法等手段，测试复合催化剂在电催化氧化还原反应中的性能，并对其进行优化。同时，对比单一铜、镍氧化物与复合催化剂的电催化性能，评估其性能优劣。
3、探究复合催化剂的电催化反应机理及稳定性
通过表征复合催化剂的物理性质、催化活性、中间产物等手段，深入探究复合催化剂在电催化氧化还原反应中的反应机理。同时，研究其在反应过程中的稳定性，为其实际应用提供理论依据。
三、预期成果
1、成功制备ZIFs衍生物负载铜、镍氧化物复合催化剂。
2、优化复合催化剂的电催化性能，提高其催化效率。
3、深入探究复合催化剂在电催化氧化还原反应中的反应机理，提供理论依据。
4、为复合催化剂的应用提供理论支持和先进解决方案。
四、计划进度及预算
计划进度：
1、前期调研和文献综述：2个月
2、复合催化剂的制备和表征：3个月
3、电催化性能测试和优化：3个月
4、反应机理研究和稳定性测试：3个月
预算：
本计划预计包括实验耗材、设备购置和研究经费等在内的总预算为40万元左右。
五、参考文献
[1]HeYJ,WengJH,ZhangYH,etal.ElectrocatalyticperformanceofTiCmodifiednickelfoamsupportedNiOforoxygenevolutionreaction.ElectrochimicaActa,2018,288:209-216.
[2]LiY,ZhangJ,LiX,etal.AgeneralandmildsynthesisofZIF-8nano/microcrystalsviaagas-assistedmechanochemicalapproachfortheloadingofananticancerdrug.Nanoscale,2020,12:11532-11541.
[3]CaiS,ChenH,FangY,etal.Ultra-smallZIF-8nanocrystalsenablehighly-efficientbioconversionofcarbondioxidebyacceleratingenzymeturnoverfrequency.JournalofMaterialsChemistryA,2019,7(37):21460-21470.