1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1. 当今世界正面临着能源短缺和环境污染的严峻挑战,解决这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫切需要。中国既是能源短缺国，又是能源消耗大国。近年来，伴随社会经济的快速发展，中国石油对外依存度不断攀升,已经严重影响国家经济健康发展和社会稳定，并威胁到国家能源安全。同时，石油等化石能源的过度消耗导致污染物大量排放，加剧了环境污染，尤其是我国近年来雾霾天气的频繁出现，严重影响了人民的生活和身体健康，开发和利用太阳能是解决这一难题的有效方法之一。

   我国太阳能资源十分丰富，每年可供开发利用的太阳能约1.6×1015w，大约是2010年中国能源消耗的500倍。从长远看，太阳能的有效开发与利用对优化中国能源结构具有重大意义。然而太阳能存在能量密度低、分布不均匀、昼夜/季节变化大、不易储存等缺点[1]。

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   2. 研究的基本内容与方案

   
   

   
   

   2. 基本内容和技术方案

   2.1. 实验流程图

   2.2. 具体实验步骤:

   （1）Cu-三聚氰胺纳米线的制备：

   称取1.24 g三聚氰胺在60^oC下溶于300 ml水，冷却至室温,；称取24.16 g Cu(NO₃)₂溶于50 ml水，搅拌条件下将Cu(NO₃)₂溶液缓慢倒入三聚氰胺溶液，有絮状物质生成，陈化24小时，离心真空干燥。

   （2）Cu/C₃N₄光催化剂的制备：

   在不同温度下，将上述制得的Cu-三聚氰胺纳米线放入管式炉中煅烧，得到最终产物Cu/C₃N₄。

   2.3. 光催化性能的测试

   样品的光催化性能通过在可见光照射下降解甲基橙溶液来测试。取50 mg光催化材料分散于盛有10 mL甲基橙溶液(20 mg#8226;L^-1)的直径为5 cm的培养皿中，将之置于黑暗中等待2 h，使光催化剂与溶液达到吸附-解吸平衡。然后在室温条件下，用氙灯为光源照射。每光照5 min后，取出溶液离心（转速8000 r/min，时间10 min），并用可见分光光度计测量溶液吸光度。在低浓度的甲基橙及苯酚溶液中进行的光催化反应符合一级反应速率规律，因此，反应的降解动力学可以表示为ln(c/c₀) = -kt，其中，c₀表示溶液的初始浓度，c表示光照t min后溶液的浓度，k则表示此时的降解速率，可以通过k的数值来判断光催化性能。

   2.4. 样品的表征

   对Cu_/C₃N₄ 样品采用XRD、FESEM、XPS、UV-vis进行微结构的表征和分析，分析Cu作为电子助剂表面修饰增强C₃N₄可见光光催化性能的机理

   3. 可行性分析

   （1） 已有大量文献表明C₃N₄是一种高效的降解催化剂，且以Cu作助催化剂表面修饰C₃N₄增强降解性能有理论基础。

   （2）本工作中所使用的药品、仪器以及装置本课题组实验室均可提供，实验所需要求均可满足。

   （3）本课题组已完成过类似方案的研究、实验和改进，指导老师王苹教授从事光催化及纳米材料的合成与表征多年，具有深厚的理论功底和丰富的实验经验，可以对本实验给予全面的指导。

   
   

   3. 研究计划与安排

   4. 进度安排

   第1-2周：与导师见面，查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需条件。确定方案，完成开题报告。

   第3-4周：完成任务书和开题报告并准备实验仪器及药品，探索实验方法；

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   4. 参考文献（12篇以上）

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      参考文献

      1. 邹志刚;高效光催化材料及其应用.科技纵览,2014,8:86-89

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