开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
拟研究问题：过渡金属磷化物是一种同时兼具金属晶体性质和半导体性质的无机化合物，本课题以磷化钴为研究对象，通过水热法制备磷化钴复合材料，使其以聚1,3,5-三乙炔苯为基体，发挥复合材料的加和特性，合成优异的电催化剂。
研究手段：通过水热法，使纳米磷化钴粒子复合在稳定的碳聚合物表面，并进一步探究其电化学性能
文献综述：
摘要：目前过渡金属磷化物作为优异的电催化剂由于其性能优越以及储量丰富，在国内外吸引了研究人员的广泛关注。但作为粉状材料，其易团聚、腐蚀和不稳定性容易造成颗粒变大，吸附变差也限制了CoP纳米材料的应用。碳材料是一种易于获得且耐腐蚀的载体，同时也具有良好的导电性能。因此，将CoP纳米粒子负载于碳基底上，这种问题可能会得到很好的解决。因此本次课题将设计一种具有不易团聚、高比表面积和不依赖粘结剂的磷化钴复合材料。
关键词：磷化钴、电化学分析、水热法、复合材料
对于电化学分析最经典的电催化剂是Pt[1], 但金属铂矿藏稀少、价格昂贵，导致电催化剂的成本高昂。因此开发非贵金属催化剂对电化学分析具有重要意义。过渡金属磷化物是一种同时兼具金属晶体性质和半导体性质的无机化合物[2]。其中磷化钴被认为是一种很有前途的电催化剂[3]，但作为粉状材料，其易团聚、腐蚀和不稳定性容易造成颗粒变大，吸附变差也限制了CoP纳米材料的应用。此外，低电子转移能力和低稳定性是影响电解质溶液中过渡金属磷化物电催化性能的主要缺点。金属–有机框架材料(metalorganic frameworks, MOFs)是一种通过金属中心离子 和有机配体配位组合而成的新型材料[4]。MOFs 材料具有高孔隙率，大比表面积，孔径均匀可调和微观形貌可控且容易制备的特点。MOF 在高温下结构稳定，有机骨架原位分解为导电炭骨架，同时金属离子转变为金属纳米颗粒镶嵌于炭骨架中。碳材料是一种易于获得且耐腐蚀的载体，同时也具有良好的导电性能。因此，将CoP纳米粒子负载于碳基底上[5]，这种问题可能会得到很好的解决。此外，各种碳材料，如CoP/CNT (碳纳米管)[6]、CoP/rGO (还原氧化石墨烯)[7] 、CoP/CC(碳布)[8],已经用于制备碳负载的CoP纳米材料，这些材料显示出更优异的电催化活性和极好的稳定性。碳基底被认为可以阻止CoP腐蚀、提高导电性和稳定性，从而使电催化剂表现出优越的催化活性。此外，金属纳米粒子被封装在碳层中也是一种防止活性纳米粒子腐蚀、失活的有效途径，与裸露的纳米粒子相比，这种结构可以加强催化剂的稳定性。
石墨烯(graphene)是一种由单层碳原子以六边形排列组成的新型碳材料[9]。2004年，英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov等研究者首先通过机械剥离法得到单层石墨烯[10]。由于石墨烯所具有的独特的物理、化学性质，使得其非常适合于高性能纳米复合材料的制备。与绝大多数二维材料不同，因其大的比表面积 （理论计算值 2630 msup2;·g -1），良好的柔韧性，开放的大孔结构和热稳定性，以及独特的导电性等特性[11,12]而受到广泛关注 。2006年，Ruoff课题组报道了石墨烯-聚苯乙烯纳米复合物[13]，引起了人们的广泛关注并促进了石墨烯-纳米复合材料的发展，使得石墨烯成为一种非常有发展潜力的纳米复合材料的载体。把石墨烯作为基底材料负载金属或其它化合物纳米粒子，通过提高纳米颗粒的分散性，不仅可以丰富二者原有的本征特性，增强材料的物理及化学性能，而且可以产生协同效应，并赋予其新的功能。其次，也可以起到支撑保护作用，大大提高单组分的化学活性，如今已经有大量的文献报道了石墨烯作为基底材料与不同种类纳米材料复合之后，复合材料的吸附性能、光催化性能以及电化学性能等相对于单一组分都有显著的提升。目前，石墨烯负载的金属（如铂[14]）、金属氧化物[15]、硫化物[16]等纳米复合材料己被广泛制备出来，并且显示出优异的性能，不仅可以提高复合物的导电性，而且可以增加活性组分的分散性。以至于石墨烯基复合物催化剂表现出的活性位点数目大大提高。
因此，本次课题将通过水热法将磷化钴粒子负载道石墨烯片层结构中，探究纳米复合材料对于过渡金属磷化物CoP电化学性能的影响。水热法是利用高压反应釜在高温、高压条件下进行反应。这种方法的优势是制备纳米粒子或纳米线不需要退火或煅烧。
参考文献：
