氧化钨/氧化锌复合纤维对腐植酸光催化降解性能研究开题报告

 2022-04-29 21:15:18

1. 研究目的与意义

光催化降解腐植酸技术充分利用取之不尽用之不竭的太阳能,将环境中的有机污染物进行快速净化,是目前最为廉价,最为方便的解决方式。研发高效、稳定和经济的光催化剂是光催化制氢实用化的关键。在众多已经报道的光催化剂材料中,氧化锌具有独特的晶体结构、较强的吸收光子能量的优点,是非常具有潜力的光催化剂。静电纺丝法可以制备出具有表面活性高、比表面积大、形状固定、力学强度好、孔隙率高、容易回收等优点的纳米纤维膜。氧化钨具有优异的性能,它的掺杂不仅可以增强氧化锌对可见光的吸收,还可以使光生电子和空穴进行有效的分离,大大提高材料的光催化性能。所以利用静电纺丝法制备氧化钨/氧化锌复合纤维,并对其结构进行表征,进而研究其对腐殖酸的光催化降解性能。

锌是一种常见的浅灰色的过渡金属,呈六边形晶体结构。氧化锌,俗称锌白,六角纤锌矿结构。zno的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,还具有好的热稳定性和化学稳定性。而且zno材料来源广泛,价格低廉,制备方法简单,外延生长温度低,对环境无毒无害,是一种理想的绿色环保材料。

钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,硬度很大,蒸气压很低,蒸发速度也较小,化学性质也比较稳定。钨在自然界主要呈六价阳离子,w6 离子半径小,电价高,极化能力强,易形成络阴离子。氧化钨是一种钨酸酐,用于光催化降解环境污染物的半导体光催化剂属于宽禁带的n型半导体氧化物,,有一定的光催化降解活性。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

光催化降解腐植酸技术充分利用取之不尽用之不竭的太阳能,将环境中的有机污染物进行快速净化,是目前最为廉价,最为方便的解决方式。研发高效、稳定和经济的光催化剂是光催化制氢实用化的关键。在众多已经报道的光催化剂材料中,氧化锌具有独特的晶体结构、较强的吸收光子能量的优点,是非常具有潜力的光催化剂。静电纺丝法可以制备出具有表面活性高、比表面积大、形状固定、力学强度好、孔隙率高、容易回收等优点的纳米纤维膜。氧化钨具有优异的性能,它的掺杂不仅可以增强氧化锌对可见光的吸收,还可以使光生电子和空穴进行有效的分离,大大提高材料的光催化性能。所以利用静电纺丝法制备氧化钨/氧化锌复合纤维,并对其结构进行表征,进而研究其对腐殖酸的光催化降解性能。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

1、以pvp为有机纤维原料,以锌盐和钨盐为无机原料,通过静电纺丝的方法合成氧化锌/氧化钨纤维,比较浓度对材料的形貌的影响,以便确定最优的实验工艺。

2、改变氧化锌和氧化钨的比例,研究不同比例的氧化锌/氧化钨基复合纳米纤维的光催化性能变化规律响规律。

综合上述两个实验,对最适条件下制备的氧化锌氧化钨复合纳米纤维、表面形貌以及内部结构等进行分析,再探究其光催化性能。

4. 参考文献

[1] 郭志猛, 杨薇薇, 曹慧钦. 粉末冶金技术在新能源材料中的应用[j]. 粉末冶金工业, 2013, 23(3) :10-20.

[2] n. c. nelson, b. w. boote, p. naik, et al. transfer hydrogenation over sodium-modified ceria: enrichment of redox sites active for alcohol dehydrogenation[j]. j. catal.,2017, 346: 180-187.

[3]m. kitano, m. hara. heterogeneous photocatalytic cleavage of water[j]. j. mater. chem., 2010, 20(4): 627-641.

5. 计划与进度安排

一、2022.11.11-2022.3.25

阅读文献,完成文献综述和开题报告,外文论文翻译;

二、2022.3.26-2022.4.30

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