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镍铁基纳米复合材料的制备及电催化析氧性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
水是生命之源，但目前全球水资源的污染日益严重，且饮用水的需求日益增长，因此应用高效电催化水分解方法制备氢气成为其中一种重要的途径。电催化水分解是指在外加电势的作用下，将水分解为氢气和氧气。同时，电催化水分解过程也是一种清洁、可持续的制氢途径，尤其是在可再生能源的大力推动下，其应用前景广阔。
传统的水电解技术使用昂贵的贵金属催化剂，如铂、钯等，这些材料成本昂贵，不利于大规模应用，因此开发具有高效电催化性能和成本较低的新型材料以替代贵金属催化剂十分必要。
镍铁基纳米复合材料具有良好的电催化水分解性能，可作为一种优秀的催化材料使用。镍铁基纳米复合材料的制备方法有很多种，如溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、高温合成法等等。
本文将围绕镍铁基纳米复合材料的制备及其电催化析氧性能展开研究，旨在实现低成本高效率制氢的目标。
二、研究内容及方法
1.研究内容
本文的研究内容主要包括两个方面：
（1）制备镍铁基纳米复合材料
通过研究镍铁基纳米复合材料的制备方法，从不同方面优化材料性质，实现高效的电催化水分解性能。
（2）研究镍铁基纳米复合材料电催化析氧性能
通过电化学测试等方法，评估制备的镍铁基纳米复合材料在电催化析氧的性能。
2.研究方法
（1）制备镍铁基纳米复合材料
本文采用水热法制备镍铁基纳米复合材料。具体操作如下：
①定量称取Ni（NO3）2·6H2O，Fe（NO3）3·9H2O两种金属盐及NaOH，将Ni（NO3）2·6H2O和Fe（NO3）3·9H2O溶解在去离子水中得到预处理液A。同样将NaOH溶解在去离子水中得到溶液B，将溶液B滴加入预处理液A中，搅拌得到混合溶液D。
②将混合溶液D置于反应釜中，置于水热锅中加热，在N2氛围下反应6小时。反应结束后，沉淀物收集、洗涤干燥，即得到目标产物。
（2）研究镍铁基纳米复合材料电催化析氧性能
本文采用电化学测试法研究镍铁基纳米复合材料的电催化析氧性能。具体操作如下：
①在酸性介质（0.5MH2SO4）中使用三电极电化学系统对样品进行测试。采用Ni片，Hg/Hg2SO4和气相Ag/AgCl作为工作电极、参比电极及计时电极。
②电化学测试主要分为循环伏安（CV）、计时安培法（Tafel）、电化学阻抗谱（EIS）等内容。通过这些电化学技术，研究镍铁基纳米复合材料在电催化析氧方面的性能。
三、预期成果
通过本文的研究，我们希望能够实现以下预期成果：
（1）成功制备high-activity镍铁基纳米复合材料，并优化其性质，以提高电催化水分解的效率。
（2）研究镍铁基纳米复合材料的电催化析氧性能，得到其三个主要电化学参数：工作电极电位、电流和氢气发生效率等。
（3）为实现低成本高效率制氢做出贡献。
四、论文结构
本文将分为以下几个部分：
（1）绪论：阐述研究背景及意义、研究内容及方法、预期成果等。
（2）文献综述：阐述以往国内外相关领域的研究现状，并重点介绍镍铁基纳米复合材料、水热法等相关内容。
（3）实验部分：详细阐述镍铁基纳米复合材料的制备过程、电化学测试及分析方法。
（4）结果及讨论：阐述实验结果，并就所得结果进行深入讨论以及对实验结果的合理解释。
（5）结论：对研究成果进行总结性陈述，指出该研究的意义、不足、展望等。
（6）参考文献。
总之，本研究将有助于探索新型低成本高效率制氢材料的研究，并促进水电解技术在制氢领域的应用和推广。