碳复合材料的同步制备及电催化甲醇氧化性能研究的开题报告

碳化钨/碳复合材料的同步制备及电催化甲醇氧化性能研究的开题报告一、研究背景与意义碲化钨、氧化钨及碳材料在电化学催化领域中具有广泛的应用前景，特别是在直接甲醇燃料电池中，开发高性能、高稳定性的电催化剂既是实现甲醇电催化氧化反应高效能转化的关键，也是直接甲醇燃料电池商业化应用的瓶颈之一。因此，开发新型碳化钨/碳复合材料并研究其电催化性能具有重要的意义。二、研究内容本研究旨在采用同步制备方法合成碳化钨/碳复合材料，并通过电化学方法研究其甲醇氧化反应性能，具体内容包括：1.合成碳化钨/碳复合材料：选择石墨烯氧化物作为碳源，采用水热法合成氧化钨的前驱体，并与碳源共同热解得到碳化钨/碳复合材料。2.材料表征：采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对该材料进行相结构、形貌和表面结构分析。3.电化学性能研究：采用循环伏安法(CV)、计时电流法(Tafel)等电化学实验手段研究样品的催化产物和催化效率。三、预期成果本研究将成功合成碳化钨/碳复合材料，并对其进行材料表征和电化学性能研究，预计能够获得以下成果：1.同步制备方法在碳化钨/碳复合材料制备方面的优势及合成条件的探究。2.对合成材料的组成、结构和形貌等进行全面表征，为研究其电催化性能提供基础。3.研究碳化钨/碳复合材料在甲醇氧化反应中的催化饱和活性，如Tafel斜率等，提高甲醇氧化反应效率，为直接甲醇燃料电池的应用提供新的电催化材料。四、研究计划与进度本研究拟在一年半内完成，计划进度如下：第一年：1.1-1.3月：文献调研与研究背景理解。1.4-1.6月：预备实验，熟悉材料合成工艺及电化学测试方法。1.7-1.12月：利用水热法制备氧化钨前驱体。第二年：2.1-2.3月：将碳源和氧化钨前驱体进行共同热解合成碳化钨/碳复合材料。2.4-2.6月：对所制备的碳化钨/碳复合材料进行表面形貌和结构等分析表征。2.7-2.12月：利用循环伏安、计时电流测定等电化学实验手段研究样品的催化活性和功效。第三年：3.1-3.3月：对实验结果进行数据处理和分析，撰写开题报告。3.4-3.6月：撰写论文并进行修改，准备论文答辩。五、参考文献1.DongJun-E,etal.SynthesisofTungstenCarbide(WC)andGrapheneHybridMaterialsandTheirApplicationinEfficientOxygenEvolutionReaction.ACSApplMaterInterfaces.2016,8(24):15422-15429.2.ZhangL,etal.Grapheneoxidedecoratedwithtungstenoxidenanoparticlesforhigh-performancelithiumstorage.ElectrochimActa.2015,179:466-473.3.DasD,etal.Tungstencarbidenanowire/graphenecomposite:Anefficientbifunctionalelectrocatalyst