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1、工程编号：?课程论文?模拟基金资助工程申请书工程名称硫化物电催化性能及析氢反响工程类别工科类所属学科学科代码080501申 请 人苏灿依托单位燕山大学起止年月2021年12月至2021年12月申请时间 2021年 10月10日一、根本信息申请人信息姓名苏灿性别女出生年月固定 学位硕士职称无民族汉移动 证件名称身份证证件号码电子信箱工作单位燕山大学材料与工程学院个人通信地址燕山大学材料与工程学院邮政编码06600主要研究领域硫化物电催化性能及析氢反响，电化学依托单位单位名称燕山大学联系人温福昇联系 电子邮箱合作单位合作单位1单位名称湘潭大学联系人杨振华联系 合作单位2单位名称北京科技大学联系人杨
2、铭联系 工程内容摘要限400字内摘要目前，二维层状无机材料比方单层和层数比拟少二硫化钼、六方晶系氮化硼、二硫属化物有很好开展前景并被人们潜心研究。石墨烯二维晶体构造被研究一样可有剥落层材料，由于他们这种独特性能，人们对它们有很大兴趣。无机类MoS2，大带隙能和高载流子迁移率有很大开展前景,纳米构造MoS2，析氢反响后高催化性能被研究,在以MoS2为根底催化剂在析氢中有很大挑战，由于有限外表积、导电性、更重要是纳米构造MoS2活性边缘暴露在外面。本工程主要是利用石墨烯，制作多孔MoS2薄膜，测量此薄膜电化学性能以及在析氢反响中作用。利用水热法制作二硫化钼、硫化钴、硫化钨等硫化物，将这些硫化物长在
3、石墨烯层中，进展测试。关键词用分号分开，最多5个硫化物；析氢反响；电催化性能；石墨烯序号预算科目名称金额备注计算依据与说明1一、经费支出21、设备费31购置设备费电化学工作站42试制设备费SEM,TEM,HRTEM,XRD等53设备改造与租赁费调试62、材料费制备硫化物试剂、电解液、电极等73、测试化验加工费加工费84、燃料动力费交通95、差旅费出差106、会议费 研讨117、国际合作与交流费科研交流会议128、出版/文献/信息传播/知识产权事务费相关文件，文献，资料139、劳务费人工费1410、专家咨询费专家咨询1511、管理费小于等于5存放样品仓库1612、图书资料费文本资料1713、成果
4、鉴定费分析报告申请基金总经费5万三、经费概算单位：万元保存一位小数四、立论依据1国内外开展研究现状及开展动态分析 氢能具有非常高能量密度和极低环境污染，对于干净能源利用开发是至关重要。电催化析氢反响是在金属电极外表放氢腐蚀阴极过程，是在可逆氢燃料电池中产氢重要过程。硫化物是该系列反响中最具催化活性无机材料材料，然而其高本钱促使人们一直在寻找降低硫化物用量方法。迄今为止，业界还未能开发出降低硫化物用量且保持高电催化活性技术。该进展使得业界将能够在降低金属硫化物用量同时极大地提高电催化析氢活性，为开发低本钱、高性能电催化材料铺平了道路。该研究发现有助于加深人们对复合构造材料中电荷极化行为和机制认识
5、，也对复合构造电催化剂理性设计具有重要推动作用。 2. 本工程研究意义需结合科学研究开展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会开展中迫切需要解决关键科技问题来论述其应用前景 氢能源作为高效干净理想二次能源已受到世界各国广泛重视。电解水制氢是实现大规模生产氢重要手段降低电解能耗行之有效方法就是降低氢阴极析出电位，因此开发新型廉价高催化性能析氢材料具有十分重要意义。近年来，通过不同复合技术将一种或数种不溶性固体微粒，特别是由纳米技术得到纳米颗粒掺杂到纳米层状材料中形成复合镀层，表现出较高催化性能为开发新型廉价高催化活性析氢材料提供了一种新途径本文制备了电极通过性能测定阴极极化曲线、塔菲尔曲线和交
6、流阻抗得到其动力学参数。分别对和电极催化性能进展比拟，从而得到一种廉价高效催化析氢材料。3.主要参考文献目录按照工程指南中参考文献标准格式填写1 Schlapbach L, Zuttel A. Hydrogene storage materials for mobile applications. Nature,2001,414:353-358.2 Chen P, Xiong ZT, Luo JZ, Li JY, Tan KL. Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides. Nature,2002,420:302- 304 .3
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8、ng preparation of fullerene-like Co3C nanoparticles with high hydrogen storage ability. Int J Hydrogen Energy 2021,37:17126-30.6 Yang SQ, Gao P, Bao D, Chen YJ, Wang LQ, Yang PP, et al.Mechanical ball-milling preparation of mass sandwiche-like cobalt-graphene nanocomposites with high electrochemical
9、 hydroge n storage ability. J Mater Chem 2021;1:6731-5 .7 Novoselov KS, Geim AK, Moro zov SV, Jiang D, Zh ang Y,Dubono s SV, et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 2004;306:666 -9 .8 Tenne R, Margulis L, Genut M, Hodes G. Polyhedral and cylindrical structures of tungst
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18、. J Power Sources 2021;195:7462 -5 .23 Yao SM, Xi K, Li GR, Gao XP. Preparation and electrochemical properties of Co -Si3N4 nanocomposites. J Powe r Sources 2021;184:657-62.24 Lamari FD, Levesque D. Hydrogen adsorption on functionalized graphene. Carbon 2021;4 9:5196-200 .25 Lee S, Choi H, Chung YC.
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24、fide nanostructures. Dalt T 2021;40:243-8.35 Yan JM, Huang HZ, Zhang J, Liu ZJ, Yang Y. A study of novel anode material CoS2 for lithium ion battery. J Power Sources 2005;146:26 4e 9 .36 Gao P, Chen Y, Lv H, Li X, Wang Y, Zhang Q. Synthesis of CuO nanoribbon arrays with noticeable electrochemical hy
25、drogen storage ability by a simple precursor dehydration route at lower temperature. Int J Hydrogen Energy 2021;3 4:3065-9 .37 Chung SR, Wang KW, Perng TP. Electrochemical hydrogenation of crystalline Co powder. J Electrochem Soc 2006;153:11 28 e 31.38 Wang Q, Jiao L, Du H, Peng W, Song D, Wang Y, e
26、t al. Electrochemical hydrogen storage property of Co-S alloy prepared by ball- milling method. Int J Hydrogen Energy 2021;35:8357-62.五、研究内容、研究目标、拟解决关键科学问题、创新点及预期成果1.研究内容 用不同方法制备硫化物，如水热法、化学沉积法、球磨法、超声法。 用不同方法所得硫化物沉积在碳纤维上进展电化学测试，进展分析研究。 比拟几种硫化物选择工艺简单、制备容易、可再生、环保硫化物进展深一步研究，得到可用于大量规模生产并用于电子器件物质和生产工艺。2.研
27、究目标 得到起始电压低、电流密度大、塔菲尔曲线斜率小硫化物和碳纤维结合体。 得到循环性能好、制备简单、方法省时省力、电催化学性能强、环保再生硫化物用于实际应用。 得到微观构造好，宏观体积小，用于实际生产、利于人们生活一些电器件、催化器件和储能器件，比方电池和电容器。为这些研究提供根底，进一步进展研究。3.拟解决科学问题 较高催化性能为开发新型廉价高催化活性析氢材料提供了一种新途径本文制备了电极通过性能测定阴极极化曲线、塔菲尔曲线和交流阻抗得到其动力学参数。通过对和电极催化性能进展比拟，从而得到一种廉价高效催化析氢材料。得到高效干净理想二次能源-氢能源。4.工程特色与创新之处 用了多种硫化物和多
28、种生产物质方法，可用于进展比拟。用物理法、化学法等制备样品，思考不同方法所得物质有什么不同。 5. 预期成果 得到起始电压低、电流密度大、塔菲尔曲线斜率小硫化物和碳纤维结合体。 得到循环性能好、制备简单、方法省时省力、电催化学性能强、环保再生硫化物用于实际应用。 得到微观构造好，宏观体积小，用于实际生产、利于人们生活一些电器件、催化器件和储能器件，比方电池和电容器。为这些研究提供根底，进一步进展研究。六、研究方案及可行性分析1.研究方案有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明，工程可行性分析 由于本工程申请结合了被单位研究根底和工作条件。所选用方法平安、简单。主要技术路线有水热法、球磨法、
29、化学沉积法和电化学测试，已经对物质进展表征透射电镜、扫描电镜、X射线颜色分析、能谱损失谱分析、被散射电子衍射、原子力显微镜分析等。 二维层状无机材料比方单层和层数比拟少二硫化钼、六方晶系氮化硼、二硫属化物有很好开展前景并被人们潜心研究。石墨烯二维晶体构造被研究一样可有剥落层材料，由于他们这种独特性能，人们对它们有很大兴趣。无机类MoS2，大带隙能和高载流子迁移率有很大开展前景,纳米构造MoS2，析氢反响后高催化性能被研究,在以MoS2为根底催化剂在析氢中有所研究。选择副族金属元素和硫元素结合在一起，有类似物理性能和递进化学性能。前期工作研究进展和取得研究成果，不仅积累了研究根底，而且凸现和支撑
30、本工程研究方案可行性。2. 年度方案安排包括拟组织重要学术交流活动、国际合作与交流方案等 2021.12-2021 .6 用水热法制备硫化物，进展电化学性能研究 2021 .7-2021 .12 用球磨法制备硫化物，进展电化学性能研究 2021.1-2021.6 用化学沉积法制备硫化物，进展电化学性能研究 2021.7-2021.12 横向和纵向比拟不同方法和不同物质在电化学性能上进展比拟。七、 研究根底与工作条件1.工作条件已具备实验条件，尚缺少实验条件和拟解决途径 先期摸索制备二硫化钼以及与碳纤维复合，可以得到客观实验结果，较好电化学性能，可以得出可以进展下一步研究。现阶段在摸索二硫化钴制
31、备实验条件，以制备二硫化钼药品比例和实验条件以及文献中实验温度和加热时间，得到纯度较大二硫化钴。由于需要做工作比拟大，在每种样品每种试验方法都需要摸索，样品比例试验时间，以及极化曲线所加电压和扫描速度都需要进展一步一步摸索，以二硫化钼实验条件为参考并不断大量阅读参考文献进展试验。由于做实验需随时间不断地对物质进展表征，所得样品稳定性都需要进展研究，可能因仪器被他人预约等不能满足某个实验条件研究等都需要克制。2.申请者和工程主要成员业务简历分人填写申请人学历和研究工作简历，近五年已发表与本工程有关主要论著目录和获得学术奖励情况及在本工程中承当任务。论著目录要求详细列出所有作者、论著题目、期刊名或出版社名、年、卷期、起止页码等，申请人不超过6篇，参与者不超过3篇；奖励情况也须详细列出全部受奖人员、奖励名称等级、授奖年等