g-C3N4的制备及其光催化合成H2O2的研究开题报告

全文总字数：4308字

1. 研究目的与意义（文献综述）

h₂o₂作为一种清洁能源，性能温和、绿色环保，在有机合成和环境治理等方面可以当作一种优秀的氧化剂。目前，h₂o₂已经在纺织、纸浆、医药等行业用作漂白和消毒剂得到了广泛的应用。除此之外，作为燃料，h₂o₂也表现出突出的性能。而利用光催化技术生产过氧化氢只需要水、氧气和光，整个过程绿色环保低能耗，而且反应过程相对温和稳定。故很多人致力于实现光催化h₂o₂的生产。由于g-c₃n₄在光催化合成过氧化氢上的优势，关于这方面的工作一直是一大研究热点。其中，更多的人致力于g-c₃n₄光催化剂的优化改良工作，包括对其进行形貌调控、缺陷控制、贵金属纳米颗粒的负载、碳纳米材料的杂化、多金属氧酸盐的杂交等，以此来提高过氧化氢的产量。

因为g-c₃n₄基光催化剂光催化生成过氧化氢的性能高度依赖于其大小、形貌及比表面积，故形貌调控可以影响此类光催化剂的过氧化氢产量。研究表明，催化剂的比表面积越大，生成过氧化氢的选择性就越高。但是，光催化生成过氧化氢的产量与催化剂的比表面积并不成正比。除了调节比表面积外，形成三维结构也可以提高g-c₃n₄光催化生成过氧化氢的能力。在可见光照射下，g-c₃n₄气凝胶表现出比块状g-c₃n₄更高的过氧化氢析出速率。

缺陷在一定控制下也可促进光催化反应。许多研究工作表明，引入的缺陷不仅提供了反应物分子的活性中心，而且还改变了光催化剂的电子结构。g-c₃n₄光催化剂上的缺陷通常是引入的氮和碳空位。例如，li等探究了碳空位调制的g-c₃n₄在可见光照射下光催化生成h₂o₂的性能。他们得出在没有牺牲剂的情况下，通过氩气简单煅烧引入碳空位的策略，g-c₃n₄的光催化h₂o₂产量可以提高14倍的结论。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

本论文将会探讨不同反应体系对g-c₃n₄光催化合成h₂o₂的影响，研究最优反应条件下h₂o₂光催化合成速率与相应分解速率的情况。

3. 研究计划与安排

（1）3.15至3.25：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需条件，确定方案，完成开题报告；

（2）3.26至4.10：阅读文献资料，整理之前实验所得实验数据，进行毕业论文绪论部分的初步撰写；

（3）4.11至4.25：分析实验数据，完成毕业论文初步撰写；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 殷伊琳.传统化石能源清洁化利用的现状及展望[j].天津化工,2016,30(02):1-3.

[2] “two channel ”photocatalytic hydrogen peroxide production using g-c3n4 coated cuonanorod heterojunction catalysts prepared via a novel molten salt-assisted microwave process

[3] covalent combination of polyoxometalate and graphitic carbon nitride for light-driven hydrogen peroxide production