超薄g-C3N4纳米片的制备及光催化脱硝性能研究开题报告

 2024-06-23 00:09:31

1. 本选题研究的目的及意义

近年来,随着工业化和城市化的快速发展,氮氧化物(NOx)的排放问题日益严重。

NOx不仅是大气污染的主要来源之一,还会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题,严重危害人类健康和生态环境。

因此,如何有效地去除大气中的NOx,已成为环境领域亟待解决的关键问题之一。

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2. 本选题国内外研究状况综述

g-C3N4光催化材料自2007年被首次报道以来,便引起了国内外学者的广泛关注,并取得了一系列重要的研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在g-C3N4光催化材料的制备、改性及应用方面开展了大量研究工作。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.超薄g-C3N4纳米片的制备:本研究将采用热聚合法制备超薄g-C3N4纳米片,并通过控制实验条件,如前驱体种类、煅烧温度、煅烧时间等,优化制备工艺,获得形貌结构可控的g-C3N4纳米片。


2.材料表征:利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-VisDRS)、荧光光谱仪(PL)等对制备的g-C3N4纳米片的形貌、结构、光吸收性能等进行表征。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法,具体步骤如下:
1.超薄g-C3N4纳米片的制备:以三聚氰胺等含氮有机物为前驱体,采用热聚合法制备超薄g-C3N4纳米片。

通过控制实验条件,如前驱体种类、煅烧温度、煅烧时间等,优化制备工艺,获得形貌结构可控的g-C3N4纳米片。


2.材料表征:利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-VisDRS)、荧光光谱仪(PL)等对制备的g-C3N4纳米片的形貌、结构、光吸收性能等进行表征。

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5. 研究的创新点

1.采用简单、可控的热聚合法制备超薄g-C3N4纳米片,并通过控制实验条件,优化纳米片的形貌结构,提高其比表面积和光催化活性。


2.系统研究g-C3N4纳米片的光催化脱硝性能,并探究催化剂用量、初始pH值、污染物初始浓度、共存离子等因素对光催化脱硝性能的影响,为g-C3N4光催化材料的实际应用提供理论依据。


3.结合活性物种捕获实验、电子顺磁共振(EPR)等技术,深入探究g-C3N4纳米片光催化脱硝的反应机理,确定主要活性物种,并分析g-C3N4纳米片的结构与性能之间的关系,为g-C3N4光催化材料的设计和开发提供新的思路。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 李佳, 王心宇, 尹文轩, 等. g-C3N4光催化材料改性及其脱硝研究进展[J]. 人工晶体学报, 2021, 50(1): 147-160.

[2] 周亚南, 孙波, 程俊峰, 等. g-C3N4基光催化材料研究进展及其在环境净化领域的应用[J]. 化学通报, 2020, 83(1): 1-16.

[3] 刘欢, 张志梅, 陈晓, 等. g-C3N4基复合材料的构建及其光催化脱硝性能研究进展[J]. 材料导报, 2019, 33(18): 6257-6270.

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