1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1、引言

氮氧化物是严重危害人类健康的主要污染物之一，是造成酸雨和光化学烟雾的元凶。它主要来源于燃煤电厂排放的烟气、供热锅炉烟气及汽车尾气，其中90%~95%为no^[1]。因此消除no已经成为目前研究的重点^[2]。催化分解法是利用催化剂把no直接分解为n₂和o₂，该法具有不消耗还原剂、不产生二次污染、工艺简单、经济性好等优点。常用的直接分解no催化体系有：贵金属催化剂（pt，rh，pd等）^[3]，金属氧化物（cuo，zno，co₃o₄等）^[4]，分子筛（cu-zsm-5等）^[5]。但上述体系仍然存在着一些问题：贵金属催化剂稳定性不好，抗中毒能力差；金属氧化物活性温度过高；分子筛抗硫中毒能力差^[2]。随着石墨烯的发现，越来越多的研究聚集于此。值得一提的是，已有很多研究表明：氮掺杂石墨烯在氧还原反应中有堪比贵金属的催化活性^[1]。这为no的直接催化分解提供了新的思路。

石墨烯是平面单层碳原子紧密结合在一起而形成的二维蜂窝晶格材料，被认为是构建所有其他维数石墨材料（卷制成碳纳米管、包裹成富勒烯、堆集成石墨）的基本单元^[6]。石墨烯的厚度仅为0.35 nm左右，是世界上最薄的二维材料。稳定正六边形晶格结构赋予石墨烯许多独特的性能，如拉伸强度高达130 gpa，是已知材料中最高的^[7]；单层石墨烯具有很高的电导率，达6000s/cm^[8]，与碳纳米管不同，手性并不影响石墨烯的电导率热导率达5 000 w/mk，是金刚石的3倍^[9]；还具有室温量子霍尔效应及室温铁磁性等特殊性质。此外，电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力，产生的热量少、导电效率高，是已知导电性能最优异的材料。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

解决的问题：

本课题尝试采用氮元素掺杂的石墨烯作为no催化分解中的催化剂，测定其催化脱硝活性。针对不同元素掺杂的石墨烯的催化效率进行对比，找出催化活性较高的掺杂石墨烯。研究其催化机制，综合实验结果确立最佳的实验参数并且探讨氮掺杂石墨烯催化分解no在工业应用上的可行性。

拟采用的研究手段：