用于光催化反应的催化剂的制备、表征及其应用研究开题报告
2020-07-09 20:28:44
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.引言
长久以来,我们一直在寻找能够有效的利用太阳能的方法,将存在于自然界的光能转化成化学能、电能向来是研究的热点。尤其是进入二十世纪以来,工业的飞速发展,加速了人类的进步。但是,紧跟着工业的发展,在带来经济飞速发展的同一时刻,也留存下了许多环境方面的问题,例如工业”三废”的排放量每一年都在增长,对我们生存环境造成的污染也在严重化,特别是在迈入二十一世纪之后,紧跟着工业的飞速发展,环境的污染问题也愈发愈烈。老的污染物治理技术有膜分离法、生物处理法、化学氧化法、物理吸附法等。但是,膜分离法的设备昂贵,运行成本高并且存在着浓缩液的处理和处置问题。生物处理法通常不能够满足净化的要求。化学氧化法要求对使用的氧化剂有比较高的选择性,并且不能同时降解多种有机污染物。物理吸附法只转移了有机污染物,假若对吸附质处理不好,则会使污染物再次进入环境中,导致二次污染。这些环境污染问题的出现及难以解决,也督促了人们更快更好地利用清洁能源#8212;#8212;太阳能。
光催化是利用太阳能的重要手段之一,它是利用光能产生催化的作用,使得吸附在光催化剂上的氧和水分子发生反应从而生成拥有强氧化性的自由基,这些自由基可降解几乎所有能够对人体和环境造成危害的有机和无机物,并且不会造成资源的浪费和额外的污染。这个技术可以用在许多方面,比方说光催化裂解水制氢、光催化杀菌以及光催化污染物降解等方面。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
人类面临的众多环境问题中,毒性大、生物难降解的有机污染物的处理是一个难题。将光催化氧化技术应用在污水及空气的净化处理上,构成了近年来光催化领域的主要研究内容。光催化方法作为高级氧化技术的一种,是利用光生强氧化剂将有机污染物彻底氧化为H2O、CO2等小分子。此法能处理多种污染物,特别是对难降解的有机物具有很好的氧化分解作用。此外,光催化反应还具有反应条件温和,反应设备简单,二次污染小,易于操作控制,对低浓度污染物及气相污染物也有很好的去除效果,并有望用太阳光作为反应光源等优点。
本论文以不同溶剂的钨酸镉为基底材料,将其与具有不同的禁带宽度的半导体复合形成异质结,利用异质结可将半导体中的光生电子和光生空穴的量子分离效率提高来实现有机染料以及小分子的光降解,并探讨该光催化剂的氧化反应。