Ag2Se/CNT的制备及可见光催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

半导体光催化剂大多是n型半导体材料（当前以为tio2使用最广泛）都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带)和导带之间存在一个禁带。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式k=1240/eg(ev)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h )。吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物co2和h2o,甚至对一些无机物也能彻底分解.半导体光催化材料在环境治理，降解污染物，新能源利用等方面得到越来越广泛的利用。

但是一般半导体材料由于能隙较大，只能在短波长光源下得到激发应用，使得大自然中太阳光不能很好的利用，为了更好地利用太阳光里的可见光与近红外区域，开始研究在可见光下有催化效果的纳米级催化材料。而石墨烯具有独特的电子传输性以及良好的导电性和化学稳定性，因此本毕业设计利用较窄能带隙半导体材料ag2se的制备以及在和碳纳米材料cnt的协同改性作用做研究。

研究表明，硒化银能使光催化剂的光催化性能得到一定程度的改善。而且银基、硒基半导体本身也有较好的可见光活性。kuai等详细研究出了典型银基半导体ag/agbr的光催化原理。hu等通过沉积法制备了ag/agbr/tio2复合光催化剂，该复合催化剂在可见光照射下能高效地降解偶氮染料和去除大肠杆菌；kahees等用喷雾热解沉积法制备了cdse修饰的tn用于可见光下催化制氢，复合半导体表现出高的光敏特性。

2. 研究内容和预期目标

传统半导体催化剂对只能被紫外光催化，因此tio2无法大规模运用太阳光。而银基半导体禁带宽度窄，能吸收可见光，通常表现出较好的可见光活性。本毕业设计主要制备能带隙较窄的ag2se制备在cnt表面附着的ag2se颗粒，并研究这一复合物的光催化性能。具体研究内容如下：

1）查阅纳米tio2、ag2se、石墨烯的合成方法。

2）参照文献的方法制备cnt附着的ag2se/tio2复合光催化材料。

3. 研究的方法与步骤

本文采先制备氧化的cnt以及硒化银，然后复合物的制备，最后是碳纳米管负载的硒化银对甲基橙溶液进行光催化降解的研究。

实验所用原料与试剂包括：硝酸(hno3)，硫酸(h2so4)，氨水(nh3h2o)，碳纳米管（cnt）,seo2(二氧化硒)，亚硫酸钠（na2so3），氯化银（agcl），无水乙醇(c2h5oh)，有机染料(甲基橙）和蒸馏水。1cnt氧化

1.1取6mol/l的硝酸189-1000ml与6mol/l的硫酸326-1000ml按1：3倒入烧杯中混合搅拌均匀，得到溶液a；

4. 参考文献

[1]h.huang,h.c.zhang,y.liu,z.ma,h.ming,h.t.li,z.h.kang,(pt-c60)@sio2nanocompositesforconvenientchemicalhydrogenstorage,j.mater.chem.,22,20153-20157,2012.

[2]z.s.li,t.yu,z.g.zou,j.h.ye,degradationinphotocatalyticactivityinducedbyhydrogen-relateddefectsinnano-linbo3material,appl.phys.lett.,88,071917,2006.

[3]z.g.zou,j.ye,k.sayamaandh.arakawa,directsplittingofwaterundervisiblelightirradiationwithanoxidesemiconductorphotocatalyst,nature,414,625,2001.

5. 计划与进度安排

1，2022-02-26～2022-03-20查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2，2022-03-21～2022-04-14熟悉ag2se/cnt研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

3，2022-04-15～2022-04-20总结前期工作，完成中期汇报。