1. 研究目的与意义（文献综述）

当今科技的发展与社会的进步带给人类无限的便利，但是科技带给人类享受的同时也会带给人类危害。环境问题是人类可持续发展必须解决的一个重要问题，已引起人们的广泛关注。环境污染物主要是人类生产和生活活动中产生的各种化学物质，也有自然界释放的物质，如火山爆发喷射出的气体、尘埃等。工业或生活产生的污染物在当今还没有一种好的处理措施，所以急需找到一种绿色环保的处理方法来处理环境污染物。大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为co₂、h₂o及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染^[1]。在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有zno、cds、wo₃、tio₂等。

zno因其环保和良好的光敏性而成为一种理想的用于降解有机污染物的光催化剂，但是其光生电子空穴容易复合且光吸收范围较窄，从而限制了其在光催化领域的应用。报道称c与n掺杂的氧化锌可以降低带隙能量，可以带来对光的更大的吸收限。其中杂化富碳物质，例如碳60与石墨掺杂的氧化锌相比于纯的金属氧化物有更好的光催化作用。杨等人报道了氮掺杂的氧化锌纳米线阵列表现出了不错的光催化性能；谢等人用一种两步的析氢反应制备了碳与氮掺杂的氧化锌，同样也表现出了优良的光催化性能。^[1]然而，在氧化锌的光催化析氧反应上人们并没有投入太大的精力。

mof材料是一类以金属阳离子为节点，有机配体为连接体的多孔配位聚合物的总称。jiang d m等^[7]和haseagawa s^[8]等从实验中得出由于mof中存在不饱和金属原子或活性的有机基团，因此mof可以体现很强的催化活性。zif是mof有机多孔材料家庭中的一员，zif不仅拥有mof材料的优点如表面积大、孔隙度高、功能可调性和合成成本低的优点被广泛应用于气体的捕获，净化等方面^[4-5],而且同mof材料相比，其更具有优良的热和水热稳定性。zif-8是zif材料中最具有代表性的一种，zif-8 是zifs 材料中最具有代表性的一种，zif-8 骨架结构由金属zn 离子与甲基咪唑酯(mim)中的n 原子相连形成的znn₄四面体结构单元构成，拓扑结构与方钠石(sodalite，sod)类似，每个单元晶胞包含2 个sod 笼,sod 笼直径为1.16 nm，每个sod 笼通过6 个zn 原子组成的六元环笼口相连，六元环笼口直径为0.34 nm，其比表面积可达1 400m²·g^-1，热稳定性可达420 ℃。zif-8是目前研究最为广泛的一类zif材料，对其应用研究已经涉及气体吸附、分离、储氢和催化等多个领域。^[6-9]

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

材料制备：采用含锌的有机骨架即zif-8原位生长在zno纳米棒阵列上，然后经过热处理将 zif-8分解成c和n掺杂的zno颗粒

材料表征：对c和n掺杂zno薄膜进行结构表征，并测试其对有机物的光催化分解能力。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-7周：按照设计方案，制备zno/zif-8复合薄膜及c和n掺杂zno薄膜。

第8-11周：采用xrd、fe-sem、tg-dsc、eds、xps等测试技术对c和n共掺zno薄膜的物相、显微结构进行表征，同时对其光催化性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

(1)hoffmann m r, martin s t, choi w, et al. environmental applications of semiconductor photocatalysis[j]. chemical reviews, 1995, 95(1): 69-96.

(2)yu x, liu j, genc#807; a, et al. cu2znsns4–ag2s nanoscale p–n heterostructures as sensitizers for photoelectrochemical water splitting[j]. langmuir, 2015, 31(38): 10555-10561.

(3) liang p, zhang c, sun h, et al. solar photocatalytic water oxidation and purification on zif-8-derived c–n–zno composites[j]. energy amp; fuels, 2016.