1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人口密度的增加，能源问题变得越来越紧迫。世界能源目前的主要来源是煤炭、石油等不可再生能源原料，但这些能源的开采带来了严重的环境污染等问题^[1,2]。相比之下，太阳能是可再生资源，在能源利用方面具有巨大的应用优势。目前，利用太阳能的最好方式则是光伏电池，直接将光能转化为电能。太阳能电池中被研究应用是钙钛矿材料^[3,4]。另外，半导体光催化技术能直接利用太阳能降解有机污染物或者分解水获得氢，有望成为解决环境和能源问题的有效途径^[5]。半导体光催化技术的关键是获得可见光响应的半导体材料。随着对催化剂材料的深入研究，二维结构的铌钙酸盐光降解的催化活性也引起了人们的关注^[6]。

另一方面，金属卤化物钙钛矿因为其优异的光电特性，例如高的光吸收特性、长的载流子寿命和载流子扩散长度、极高的荧光量子效率以及可见光范围内带隙可调等，使得其在太阳能电池、光电探测、新型照明与显示led以及激光器等领域展现出了巨大的应用前景^[7,8]。此外，金属卤化物钙钛矿的制备与合成较为简单，成本较低，目前在全球范围内引起了广泛的研究热潮^[9]。

在这种情况下，如果将铌酸盐钙钛矿制备成二维材料，可能在光电领域产生很大的作用^[10]。2016年以来，研究人员初步研究的结果表明，钙钛矿有望实现光-电与二维的黄金组合^[11]。最新的研究表明，二维钙钛矿展现出了优异的光电性能，层状结构的铌钙酸盐由于其独特的结构，具有较高的催化活性，己成为目前光催化研究领域比较活跃的方向之一^[12,13]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

毕业设计以开发新型ca₂nb₃o₁₀二维无机钙钛矿为研究目标。利用高温烧结法制备kca₂nb₃o₁₀陶瓷粉末，离子交换法制备hca₂nb₃o₁₀陶瓷粉末以及液相剥离的方法制备ca₂nb₃o₁₀二维无机钙钛矿。最后利用xrd,afm,sem,tem和等离子icp等测试手段对材料的形貌，晶体结构，化学成分，厚度，尺寸等进行分析与表征。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料。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，完成kca₂nb₃o₁₀及hca₂nb₃o₁₀陶瓷粉料的合成。利用sem，xrd，等离子icp，ft-ir测试手段对其形貌，晶体结构，化学成分进行表征与分析。完成英文文献的翻译。

第8－12周：完成ca₂nb₃o₁₀二维无机钙钛矿的合成。利用afm，xrd，等离子icp等测试手段对其形貌，晶体结构，化学成分进行表征与分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] y. ebina, t. sasaki, m. watanabe, study on exfoliation of layered perovskite-type niobates [j]. solid state ionics 2002, 151, 177-182.

[2] y. ebina, k. akatsuka, k. fukuda, and t. sasaki, synthesis and in situ x#8209;ray diffraction characterization of two-dimensional perovskite-type oxide colloids with a controlled molecular thickness [j]. chemistry of materials 2012, 24, 4201#8722;4208.

[3] 杨志胜, 柯蔚芳, 王艳香,等. 杂化钙钛矿(hoc₂h₄nh₃)₂cucl₄的制备与表征[j]. 无机材料学报, 2017(10):1063-1067.