磷化钴助催化剂修饰石墨相氮化碳复合结构的制备及光催化制氢研究开题报告

 2024-08-12 21:36:09

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源,被认为是未来最具潜力的能源载体之一。

开发高效、低成本的制氢技术是实现氢能大规模应用的关键。

光催化制氢技术利用太阳能将水分解成氢气和氧气,具有绿色环保、成本低廉等优点,近年来受到广泛关注。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,国内外学者在g-C3N4基光催化材料的制备及光催化制氢性能方面开展了大量的研究工作。

1. 国内研究现状

国内学者在g-C3N4基光催化材料的制备方面取得了一系列重要进展。

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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.合成不同比例的CoP/g-C3N4复合材料,并对其进行形貌、结构、光学性质等表征,探究CoP的引入对g-C3N4结构和性能的影响。

2.系统地研究CoP/g-C3N4复合材料的光催化制氢性能,考察CoP负载量、催化剂用量、反应温度、溶液pH值等因素对光催化活性的影响,确定最佳反应条件。

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4. 研究的方法与步骤

1.材料制备:采用溶剂热法合成g-C3N4纳米片,然后采用浸渍-还原法将CoP负载到g-C3N4纳米片表面,制备CoP/g-C3N4复合材料。

2.材料表征:采用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)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对CoP/g-C3N4复合材料的形貌、结构、光学性质等进行表征。

3.光催化活性测试:在模拟太阳光照射下,以Na2S和Na2SO3作为牺牲剂,测试CoP/g-C3N4复合材料的光催化制氢性能,并通过气相色谱仪(GC)检测氢气的产生量。

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5. 研究的创新点

本研究拟采用CoP作为助催化剂对g-C3N4进行改性,制备CoP/g-C3N4复合材料,并系统研究其光催化制氢性能,以期开发出一种高效、稳定的g-C3N4基光催化制氢材料。

本研究的创新点在于:1.首次将CoP作为助催化剂应用于g-C3N4光催化制氢,探究CoP助催化剂对g-C3N4光催化制氢性能的影响。

2.结合材料表征和光催化性能测试结果,深入探讨CoP助催化剂的作用机制,揭示CoP/g-C3N4复合材料光催化制氢的反应机理。

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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.张玉华,王国庆,刘欢,等.石墨相氮化碳光催化剂的改性研究进展[J].化学进展,2017,29(10):1258-1273.

2.李文,王彬,王鹏,等.石墨相氮化碳光催化材料研究进展[J].无机材料学报,2018,33(1):1-14.

3.王晓蕾,张金水,王心晨,等.石墨相氮化碳光催化材料改性及应用研究进展[J].功能材料,2019,50(3):3001-3010.

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