改性氮化碳用于光降解罗丹明的研究开题报告
2022-01-05 21:12:54
全文总字数:2933字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
能源是人类赖以生存的物质基础,是社会和经济可持续发展的重要物质保障[1]。近年来,随着现代工业化的迅猛发展,人们对能源的需求日益增大,传统的像煤、石油、天然气等在数量上非常有限的化石燃料在使用过程中会产生一些危害自然和人类生存环境的尾气或残渣,造成严重的能源危机和环境恶化等问题,使人类面临严峻的生存挑战[2,3]使得人们在寻找更加高效无污染的清洁能源以满提高燃料利用率的同时,满足人类自身对能源需要的同时更加注重自然环境与人类生存环境的保护。半导体光催化通过直接利用太阳光来驱动一系列重要的化学反应,将低密度的太阳能转化为高密度的化学能或直接降解和矿化有机污染物,在解决能源短缺和环境污染等方面表现出巨大的潜力,受到世界各国政府的高度重视[4~10]。
与传统的属催化剂相,型氮化碳具有稳定性、耐酸碱和于改性等优点,在催化领域有阔的应前景。如已发现g-c3n4可以催化friedel-crafts反应、co2的活化反应、烯烃和腈的环化反应等些重要的有机反应。wang等[14]发现pt作为共催化剂,g-c3n4在可光下可光催化分解制得h2,这掀起g-c3n4作为种属光催化剂的研究热潮。但是由于g-c3n4本身存在表积、对可光响应范围窄、光电-空对快速复合、光效率低等缺陷,所以其光催化效率很低。研究者同的法对其改性,包括共聚合改性、硫介质调控、形貌调控和掺杂改性等。研究表明,这些法都可以在定程度上提g-c3n4的光催化活性。
国内外研究现状
自1972年日本科学家fujishima和honda发现tio2光电催化分解水制氢以来[9],光催化领域的核心课题就是探寻具有高量子效率、高可见光利用率和高稳定性的廉价光催化剂[10]。目前,传统的半导体光催化剂主要为无机化合物,包括金属氧化物、硫化物、氮化物、磷化物及其复合物等[4~6,10]。围绕这些材料人们已开展了四十几年的研究,取得了一些标志性的研究成果。但是,在无机半导体中,尚无同时具备高量子效率和高可见光利用率的光催化材料,而且材料的主要组分大都包含昂贵的稀有金属元素,难以实现光催化技术的大规模实际应用。因此,进一步开展能利用地球上高丰度元素作为主体成分的新型光催化材料的研究,深入探讨这些光催化材料的催化作用本质,研制出同时具有高量子效率、高可见光利用率、高稳定性和廉价的新型光催化剂,成为当前国际光催化研究领域的前沿和热点[4,11]。
2. 研究的基本内容
以含氮有机物三聚氰胺和三聚氰酸以及2,4—二氨基—6—甲基—1,3,5—三嗪(简称 Mm)不同的比例混合制成催化剂,在相通光照条件下降解罗丹明的效果,不同光照时长下同一催化剂降解率,以及从禁带宽度,氧化还原电位,h 和e-复合三方面分析影响催化剂降解率的原因,,进一步提高氮化碳的催化活性。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案:1.固定三聚氰胺的比例为0.1mol,以mm为掺杂设为x,三聚氰酸为1-x,x分别为0,0.1,0.2,0.3,0.5
2.三者混合加入100ml水以后搅拌4小时
3.60摄氏度真空烘干24小时
4. 参考文献
[1]中华人民共和国国务院新闻办公室( the information office of the state council of the peoples republic of china) . 资源与人 居环境( resources inhabitant and environment) ,2008,( 4) : 18.
[2] 高彩玲( gao c l) ,赵英明( zhao y m) ,黄正文( huang z w),张斌( zhang b). 环境科学与管理( environmentalscience and management) ,2007,32: 31.[3] 李金铠( li j k) . 中国市场( china market) ,2011,( 33) : 39. [4 ] chen x,shen s,guo l,mao s. chem. rev. ,2010,110:
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