CNC模板法制备ZnO纳米复合材料及其光催化降解甲醛开题报告

1. 研究目的与意义

为有效提高室内甲醛的降解效率，本文以纤维素纳米晶（cellulose nanocrystal, CNC）为生物模板，醋酸锌为锌源，制备ZnO纳米复合材料，期待获得一种具有高效光催化降解气体甲醛性能的ZnO复合材料，提高其对气体甲醛的降解效率，探究光催化降解机理。

2. 国内外研究现状分析

纳米zno作为一种宽带隙（3.37ev）和高结合能（~60mev）n型半导体光催化材料，具有无毒、高电子迁移率、理化性质稳定以及较高的催化活性等特点，被广泛应用于光催化剂。

利用模板法可以合成传统化学无法制备的zno形貌及结构，国内外已有大量研究者制备出具有高光催化活性、高降解率的zno复合催化剂。

2001年，就有研究采用多孔氧化铝模板制备了zno纳米阵列。

3. 研究的基本内容与计划

本试验拟采用纤维素纳米晶（cellulose nanocrystalline, cnc）为模板，制备cnc/zno复合材料，设置无模板制备的纳米zno和经碳化处理的c-cnc/zno复合材料作为对照，以亚甲基蓝为模型污染物，比较各催化体系的催化性能。

随后将其应用于气体甲醛的降解，采用自制的光催化降解甲醛反应箱进行zno纳米复合材料的性能评价。

研究计划安排：2019年2月之前：阅读相关文献、准备材料及设备；2019年3月至4月：确定试验参数，进行预实验；2019年4月至5月：完成试验样品的制备，并进行性能测试；2019年5月至6月：分析实验数据，撰写毕业论文，准备答辩。

4. 研究创新点

本文以CNC为模板，合成CNC/ZnO纳米复合材料，在提高纳米ZnO分散性的同时，将CNC以及碳化CNC良好吸附性能与纳米ZnO的光催化性能有效结合，获得一种具有吸附-催化协同降解气体甲醛的催化体系。