1. 研究目的与意义
背景:随着科技日新月异的不断发展,催化化学一直都是科学研究领域的一大热点,其中关键就是将新兴的微纳米材料合适的用于一系列化学变化的研究当中。经过研究发现催化材料的微观形态对催化反应的活性和选择性有非常大的影响。近年来,研究人员对纳米材料形貌的可控合成及其催化活性方面的研究进行了大量的实验探究,在获得形貌规整、粒径均匀的微纳米粉体基础上,使其独特的形貌效应、结构效应在实际技术中得到应用,一直是各研究领域的重要研究方向。而复合结构作为纳米材料的--种经典构型深受关注。ceo2、cuo为重要的金属化合物,凭借其小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,在光学电学等方面表现出较好的特性,尤其在催化领域,更具有独特的性质和优点,成为当今催化研究的焦点。
目的:本课题研究ceo2-cuo微纳米结构的复合组装,使用氨基酸、多肽等生物分子为模板,利用水热法制备ceo2-cuo的纳米复合颗粒,并研究其晶界、尺寸对氮氧化物的光热催化氧化性能。
意义:ceo2和cuo都是重要的金属化合物,在催化领域都有着各自的优点和不足。cuo对太阳光的利用率较高,但化学驱动力相对低。ceo2对太阳光的利用率较低,但价带较正,化学驱动力大。通过水热法得到的cuo-ceo2复合纳米颗粒,可取长补短,形成一种对氮氧化物的光热催化性能较高的新型材料。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:
1.研究水热制备ceo2和cuo纳米复合颗粒的具体过程。研究不同水热条件下,对纳米颗粒的粒径和晶界的影响。研究复合纳米结构及晶界、尺寸对氮氧化物的光热催化性能的影响。
预期目标:使用氨基酸、多肽等生物分子为模板,利用水热法制备一种ceo2-cuo微纳米复合结构,使其对氮氧化物具有良好的光热催化性能。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:ceo2和cuo采用水热法制备。
步骤:1.制备ceo2和cuo的纳米颗粒。通过tem对一系列样品进行表征。
2.对样品表征,通过扫描电子显微镜照片sem观察样品的粒度和形貌。通过xrd分析颗粒的物相组成。
4. 参考文献
1.qian, junchao, zhigang chen, feng chen, yaping wang,zhengying wu, wenya zhang, zhiyi wu, and ping li, exploration of ceo2–cuoquantum dots in situ grown on graphene under hypha assistance for highlyefficient solar-driven hydrogen production. inorganic chemistry[j], 2018.57(23): 14532-14541.
2.qin, rui, jinghuan chen, xiang gao, xinbo zhu, xinning yu,and kefa cen, catalytic oxidation of acetone over cuceox nanofibers prepared byan electrospinning method. rsc advances[j], 2014. 4(83): 43874-43881.
3.tamura, masazumi, takahisa kitanaka, yoshinao nakagawa,and keiichi tomishige, cu sub-nanoparticles on cu/ceo2 as an effective catalystfor methanol synthesis from organic carbonate by hydrogenation. acscatalysis[j], 2016. 6(1): 376-380.
5. 计划与进度安排
2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期
(1) 第1周~第2周(2022-11-11~2022-2-21),查阅资料,制定实验方案,完成开题报告,外文论文翻译;
(2) 第3周~第6周(2022-2-24~3-20),熟悉材料的制备工艺,合成ceo2-cuo复合纳米结构。
