1. 研究目的与意义
目前, 由于能源和环境危机的日益严重, 寻找新的清洁能源变得越来越紧迫。太阳能是无污染的可再生能源，以太阳能代替传统化石能源是解决目前能源与环境危机的最佳方案之一。然而, 较低的能量转换效率大大限制了太阳能的实际应用。光催化技术在环境净化和能源转化方面具有广阔的应用前景，然而光催化技术降解水体中污染物技就存在两大技术瓶颈: (1) 禁带较宽, 对太阳能的利用率低, 只能利用太阳光中不到5%的紫外光;(2) 光生电子-空穴对易复合, 量子效率较低。 因此研发高可见光利用率、高量子效率的光催化体系是目前科研工作者们面临的巨大挑战。
近年来，科学家发现石墨相氮化碳(g-C3N4）有望解决上述问题。石墨相氮化碳(g-C3N4）是一种新型的可见光响应材料， 在光催化降解和制氢方面显示了良好的应用前景，并引起了广泛关注。C3N4 作为光催化材料因其独特的电子结构和优异的化学稳定性具有如下优点：窄的能隙(约为 2.8 eV)，对可见光响应；可通过便利的方法和廉价的原料大规模制备；化学稳定性好。具体的有关石墨相氮化碳(g-C3N4）的光催化性能方面的研究还需继续深入
2. 研究内容和预期目标
1 、制备石墨氮化碳纳米材料。
2、 用xrd,tem，漫反射光谱法等方法进行表征。
3、 研究该材料在光照射下对氨氮的降解。
3. 研究的方法与步骤
|
石墨氮化碳的制备 称取5g的三聚氰胺于坩埚中, 将坩埚放入马弗炉中,在升温速率5℃?min﹣1、 550℃下焙烧2h, 待坩埚冷却后取出, 将得到的黄色固体置于玛瑙研钵中研磨, 得到淡黄色粉末状的g-C3N4。 石墨氮化碳的表征 X射线衍射光谱(XRD)、透射电子显微镜分析（TEM）、漫反射光谱（DRS） 氨氮的降解 1、配制缓冲液50mL。（其PH值分别为 ：9.16、9.51、9.9、10.53；氨氮浓度分别为：20mg/L、50mg/L、75mg/L、100mg/L） 2、称取1mL缓冲液于比色管中，先加去离子水至45mL,然后先后加入1mol酒石酸钾钠， 1mol钠氏试剂最后定容至50mL。10min后用紫外可见分光光度计测A?。 3、称取催化剂（g-C3N4：0.05g、0.10g、0.15g、0.20g），加入剩余49mL缓冲液，盖 上滤光片(黄色），紫外灯下搅拌。（同样操作在暗室内进行，无光照条件下进行） 4、每1h取4.5mL反应液，离心(15s),取1mL上层清液至比色管中加去离子水至45mL，先 后加入1mL酒石酸钾钠、1mL纳氏试剂。10min后测Ax。 5、取1mL去离子水于比色管中，先后加入1mL酒石酸钾钠、1mL纳氏试剂10min后测A水。 6、降解率的计算： 降解率=〔（A?-Ax）/(A?-A水）〕×100%
|
4. 参考文献
参考文献如下：1.张金水,王博王心晨,石墨相氮化碳的化学合成及应用,物理化学学报，29(2013)1865-1876.2.金瑞瑞,游继光,张倩,刘丹,胡绍争,桂建舟,fe掺杂g-c3n4的制备及其可见光催化性能,物理化学学报，30(2014)1706-1712.3.黄艳,傅敏,贺涛,g-c3n4/bivo4复合催化剂的制备及应用于光催化还原co2的性能,物理化学学报，31(2015)1145-1152.4.张芬,柴波,廖翔,任美霞,柳兵仁,rgo/c3n4复合材料的制备及可见光催化性能,无机化学学报，30(2014)821-827.5.张健，王彦娟，胡绍争，钾离子掺杂对石墨型氮化碳光催化剂能带结构及光催化性能的影响，物理化学学报，31(2015)159-165.6.何志桥,陈锦萍,童丽丽,汤俊涛,陈建孟,宋爽,biocl/g-c3n4异质结催化剂可见光催化还原co2，化工学报，67(2016)4634-46427.梁瑞钰，徐冬冬，查文莹，齐楫真，黄浪欢,铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能,高等学校化学学报，37(2016)1953-1959.8.徐赞,于薛刚,单妍,刘峰峰,张宪明,陈克正,一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能,无机材料学报，32(2017)155-162.9.马琳，康晓雪，胡绍争，王菲,fe-p共掺杂石墨相氮化碳催化剂可见光下催化性能研究,分子催化，29(2015)359-368.10.y.chen,g.jia,y.hu,g.fan,y.h.tsang,z.li,z.zou，two-dimensionalnanomaterialsforphotocatalyticco2reductiontosolarfuels，sustainableenergyfuels,1(2017)1875-1898.11.h.j.kong,d.h.won,j.kim,s.i.woo,sulfur-dopedg-c3n4/bivo4compositephotocatalystforwateroxida
5. 计划与进度安排
| 一、2022.11.25-2022.3.25 阅读文献，完成文献综述和开题报告，外文论文翻译； 二、2022.03.26-2022.4.22 制备石墨氮化碳纳米材料。 三、2022.04.23-2022.05.13 利用氮气脱吸附仪、扫描电子显微镜、XRD、红外等测试手段对材料的结构与表面性质进行分析。 四、2022.05.14-2022.06.08 研究该材料在光照射下对氨氮的降解。 五、2022.06.09-2022.06.15 完成数据整理，进行毕业论文的写作、修改完善、打印、装订、制作答辩演示文稿，准备答辩。
|
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
