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）
- 研究背景
自张涛课题组首次报道了将Pt单原子负载在氧化铁载体上形成金属原子催化剂的制备方法与性能研究后,众多科学家相继报道了多种类型的金属原子催化剂，成为近来科学研究的热点。金属单原子催化剂（MSACs）不仅涵盖了均相和多相催化剂的优点（较高的活性和循环使用率），可实现原子100%的利用率，又由于其较小的尺寸而有着独特的活性和良好的性能（如表面急剧上升的自由能、合适的配体环境、金属-载体相互作用、较高的反应选择性等）而被广泛应用于光、电、有机催化等领域。此种催化剂通常是以金属、金属氧化物和纳米材料等适宜材料作为金属原子的支撑基底，把金属原子分散在载体上形成的一种复合材料。葡萄糖是自然界中最丰富的单糖，完全氧化可释放较大的能量，开发天然的液体燃料电池能源，从中将化学能转化为电能是种经济高效的能源转换方式。贵金属Pt、Pd及其复合材料是最为常见的葡萄糖燃料电池催化剂，但存在着成本高、易CO中毒等缺陷。再而，小原子表面自由能的显著增加会促进分子的聚集，这不仅会降低催化剂的性能，还会引起其他的副反应，目前普遍的金属单原子催化剂物理化学合成方法均会不可避免地产生金属原子团簇、纳米粒，存在不能高效制备以及低金属负载量等问题，严重影响催化剂效能，限制了金属单原子催化剂的多方面实质性应用。因此，采用非贵金属、选择可以与金属原子之间相互作用力较强、稳定且具有较大比表面积的负载体，制备高负载量、高催化性能的单原子金属复合材料，寻找高效的制备方法是该领域面临的重要难题。目前有研究证实，一种独特的由1,3,5-三（4-乙炔苯基）-苯（TEPB）氧化偶联制成的有机共轭微孔纳米材料（PTEPB）仅依靠自身碳原子活性位点便可驱动全光解水反应，且制作成本低、比表面积大、具有良好的稳定性，是一种高活性光催化剂和极具潜力的金属单原子催化剂负载体；还有研究表明，1,10菲啰啉与多种过渡金属阳离子络合后可促进金属与载体（经表面改性的商用炭黑）相互作用，再经氩气氛围下600℃热解可得通用的高负载金属原子催化剂，具有巨大的催化活性。以极具潜力的PTEPB作为金属原子复合材料负载体，采用上述方法将钴原子分散在基底上，是否能对催化剂进行改性优化，达到高效制备高负载量的单金属原子催化剂的目的，使其在葡萄糖催化氧化方面展现更为优良的活性，满足多领域可持续发展的要求还需要后续进一步研究。
- 研究内容及方案
通过将钴离子络合后分散在PTEPB表面形成稳定金属-载体配合物，运用研究已报道的方法制备不同金属负载量的Co/PTEPB复合材料，并研究其表征性质及葡萄糖燃烧的电催化活性。
2.1制备
PTEPB：1,3,5-三（4-乙炔苯基）-苯（TEPB）经CuBr催化氧化偶联制得。
PTEPB/Co复合材料：将钴离子与1,10-菲啰啉融入THF中络合，经络合后的金属前驱体与PTEPB之间的相互作用使金属前驱体吸附在载体表面（用通过调节钴盐和1,10-菲啰啉含量来获得不同金属负载量的催化剂），除溶剂后再经过600℃（以10℃/min速率升温）氩气气氛下高温煅烧2h使金属由氧化态转变为零价的原子，最后冷却至室温制得Co/PTEPB复合材料催化剂。
2.2催化剂表征
高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)可以显示出金属原子的位置信息，图像直观，用于观察复合材料中钴原子的分散程度。
扩展边X射线吸收精细结构光谱（EXAFS）对金属原子的局部环境非常敏感，可描绘原子局部结构，与参照样本比对可分析催化剂中钴原子的存在形式（电子/配位结构），与模拟计算相结合也可以对催化剂中的关键参数如键长、配位数、配位数种类和无序度进行有效表征。
运用X-射线近边吸收光谱(XANES)对复合材料中钴原子价态和配位环境进行分，X射线光电子光谱(XPS)对复合物的结构（原子价态、电荷分布）进一步分析。
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