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钴基碳材料复合电催化剂制备及其水分解性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着全球人工碳排放量的不断增加，全球变暖和气候变化加剧，人类已逐渐认识到有必要持续地开展环保科技研究，采用清洁能源技术。水能作为一种最为常见的出现在地球上的清洁能源，其水分解发电技术一直备受关注。
然而，水分解发电技术的商业应用仍受到制约。实际应用中，水分解可通过切割电荷获取，在电极表面形成催化活性位点。因而，研究高效的电催化剂，提高其电化学活性是促进水分解发电应用的主要方向之一。
近年来，钴基碳材料复合电催化剂因其良好的电化学性能受到广泛关注与研究。而催化剂的结构和组分是影响其催化性能的主要因素。因此，本研究可进行合适的催化剂制备和表征，以期达到更好的电催化性能，为水分解发电技术的实际应用提供重要的支持。
二、研究目的
本研究的目的是制备钴基碳材料复合电催化剂，并研究其电化学性能，以期获得更高效的水分解发电催化剂。
三、研究内容
1.制备钴基碳材料复合电催化剂
（1）制备碳材料
以硝酸和防腐剂为原料合成聚苯乙烯微球，经蒸馏和高温焙烧得到钴酸钴的前体材料，最后将前体于Ar/H2环境下在高温下热解得到钴基碳材料。
（2）制备钴基碳材料复合电催化剂
将制备好的钴基碳材料与碳黑和双氧水混合，将混合物加热处理，形成复合电催化剂。
2.研究电催化剂的物化性质
使用扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射仪等手段对制备出的复合电催化剂的物化性质进行表征，确定其结构、形貌、组分和元素分布等参数。
3.研究电催化剂的电化学性能
使用三电极体系的恒电位电化学技术，研究电催化剂的电化学性能，如电催化剂的峰电位、电化学活性面积、氧化还原电位、电流密度等参数。
4.研究电催化剂的水分解性能
使用恒流法实验，研究电催化剂的水分解性能，如反应的起始电位、分解电流密度、稳定状态水分解产气量及转化效率等参数。
四、研究意义
本研究将制备钴基碳材料复合电催化剂，并研究其电化学性能和水分解性能，有助于：
1.提高电催化剂的电化学活性，进一步推进水分解发电技术的商业化进程，为地球环境保护和可持续发展做出贡献。
2.研究表征钴基碳电催化剂的物理、化学性质，为相关领域的研究提供数据和理论基础。
3.通过本科研课题的实践活动，拓宽了学生实验技能和科研能力的培养，为更深入的科研工作打下基础。
五、参考文献
[1]王亮等.钴基碳电催化剂的制备及其电化学性能.化学研究与应用,2018(2):95-98.
[2]李强等.钴基碳电催化剂的制备及其性能研究.分子催化,2020(1):1-6.
[3]丁雅红等.钴基碳电催化剂的界面电化学性质研究.化学通报,2017(11):1232-1236.