Na2S2O3为硫源制备ZnxCd1-xS的制备工艺研究开题报告

 2021-08-08 14:10:35

1. 研究目的与意义

21世纪以来,可持续发展成为全球各国发展中共同面临的问题,我国在这方面所面临的挑战尤为严峻。我们在享受经济高速增长、物质极大丰富的同时,也正面临着历史上最严峻的能源短缺和环境污染问题,石油、煤、天然气等不可再生能源被过度开采,森林锐减,淡水资源由于浪费、污染等原因逐渐变少、消失;工业生产产生的各种有毒有害污染物在大气、土壤和水体等环境中不断累计、转移和转化,严重破坏了生态平衡,也危害着人类的生命与健康。因此,寻求可持续的清洁能源和高效的治理污染方式成为一项紧迫的科学课题,而光催化技术由于其独特的优势在这两方面都显示出巨大的潜力。其一,光催化技术可以将取之不尽的清洁的太阳能转化为电能或化学能;其二,光催化技术可以利用太阳能直接降解大气和水体中的各类污染物。

2. 国内外研究现状分析

自从1972年Fujishima和Honda报道了在紫外光照射下,n型半导体TiO2电极能够分解水产生氢气和氧气以来,半导体光催化技术开始受到人们的广泛关注并迅速发展起来。1976年,Carey等发现TiO2悬浊液在近紫外光的照射下,能氧化分解有机污染物多氯联苯,这一研究成果很快应用于环境治理研究,被认为是光催化技术在消除环境污染物反面的首创性工作。次年,Frank等又开展了水中污染物的光催化降解实验,他们研究了在氙灯照射下利用TiO2对苯二酚、对氨基苯酚和氰化物进行光降解的过程,发现了光降解水中污染物的可能性。之后更多的科学研究者加入到光催化研究行列,掀起了半导体光催化技术的研究热潮。大量研究表明半导体光催化技术可用于水中的重金属离子、染料、酚类、杀虫剂、除草剂、氯代芳烃和表面活性剂等污染物的还原或降解处理。与传统的污染物处理方法相比,半导体光催化技术具有高效节能、工艺简单、无二次污染、无需后续处理、易循环使用等优点。因此在污染物处理等环境保护领域,半导体光催化技术具有广阔的应用前景。光催化技术仍然存在很多不足之处如光催化效率较低、光催化剂稳定性较差等,因此开发高效、稳定、易回收的新型光催化剂仍然是目前研究的重点。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1.探索并优化na2s2o3为硫源制备znxcd1-xs的制备工艺

2.利用xrd、uv、sem等对znxcd1-xs结构、形貌、光学性质进行表征

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4. 研究创新点

CdS作为半导体光催化剂对可见光具有很高的利用效率且具有较高的光催化活性,但是硫化镉作为半导体光催化剂易产生光腐蚀,产生的Cd2 又会对环境造成污染。本课题通过熔盐法一步制备了ZnxCd1-xS固溶体光催化剂,不仅提高了光催化效率,又能有效地减小对环境的污染,具有重要的理论和现实意义。

本课题以Na2S2O3为硫源,采用熔盐法一步法制备ZnxCd1-xS快速简捷,而且能耗低,符合绿色化学的特点。

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