0D MoS2/2D g-C3N4复合光催化材料的设计合成及性能研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

半导体光催化剂是通过利用太阳光作为光源,驱动一系列氧化-还原反应,将低密度的太阳能转化为高密度的化学能或直接被用来降解有机污染物,这被认为是解决能源危机和环境污染等的理想途径。

聚合物石墨相氮化碳(g-C3N4)由于具有合适的带隙(2.7eV)、独特的电子能带结构、优异的化学稳定性和热稳定性,被当作是一种廉价的、稳定的可见光型催化剂。

它广泛应用于太阳能的光催化转化,如催化污染物分解、水解制氢制氧、有机合成及氧气还原等。

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2. 国内外研究现状分析

光催化技术是一种以光催化剂为媒介,通过吸收光子能量可产生氧化或者还原的反应的技术。

光催化制氢用催化剂是指一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进水分解产氢反应的物质。

近二十多年半导体光催化剂的研究主要集中在TiO2上,另外,研究还发现,TiO2对氮的固化和清除油污,降解有机污染物,改善环境等方面也十分有效。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:用钼酸铵和N-乙酰基-L-半胱氨酸反应生成0D MoS2,用尿素放入箱式炉生成g-C3N4。

最后合成0D MoS2/2D g-C3N4。

研究计划:2019年2月 文献收集,实验方案制定。

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4. 研究创新点

研究表明当MoS2与其他半导体相结合用于光催化降解污染物或光催化分解水制氢可显著提高催化剂的活性。

另外,由于其原料来源丰富,价格低廉,甚至被认为是可以替代贵金属Pt而充当光催化反应过程中的助催化剂。

碳的性能研究主要集中在力学、热学和光电学等性能上,经过研究发现氮化碳具有高硬度、优良的耐磨性,较己知的硬质材料来说,其力学性能相当优异;在热学性能上,氮化碳具有较高的热导率,可达0.8-1.3 W/m K,还具有较高的热稳定性。

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