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氮掺杂多孔碳材料的制备及其吸附性能研究的开题报告
一、研究背景与意义
近年来，空气质量的污染日益加重，其中重要的污染源之一就是工业废气。废气中的氮氧化物（NOx）是空气污染物的重要成分之一，其对人类健康和环境都产生不良影响。因此，如何有效地去除废气中的NOx成为重要的研究课题之一。
许多研究表明，多孔材料是一种有效的去除废气中NOx的吸附材料。与传统材料相比，多孔材料具有更高的比表面积和更好的催化活性。同时，多孔材料制备简单、成本较低，具有很高的应用潜力。
与此同时，氮掺杂多孔碳材料具有携带高效催化活性物质、精细调控孔径、优异的催化稳定性和可控的形貌等优点，并且具有极高的NOx吸附性能，因此对于废气中NOx的净化具有极高的应用潜力。
基于以上背景，本研究将致力于探究氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其在废气治理中的应用，为后续研究提供参考，为改善环境质量提供保障。
二、研究内容与方法
本研究将以多孔碳材料为基础，采用氮掺杂技术来改变其物化性质，制备出具有较高催化活性和吸附性能的氮掺杂多孔碳材料。具体步骤如下：
（1）多孔碳材料的制备
采用硬模板法制备多孔碳材料。硬模板可以提供精细的孔道结构，可以使所得的碳材料拥有良好的孔径和孔度，同时也容易控制材料的形貌和分散性。在实验中，本研究将使用硬模板法制备具有多孔结构的碳材料。
（2）氮掺杂
通过氮气或其他含氮化合物对多孔碳材料进行氮掺杂。氮掺杂可以引入氮原子进入碳材料的石墨层，从而改变其物化性质。
（3）物性表征
将制备的多孔碳材料进行表征。采用SEM、TEM、XRD、FTIR等手段对制备的材料的形貌、结构、吸附特性进行表征分析。
（4）吸附性能测试
将制备的氮掺杂多孔碳材料进行吸附性能测试。采用静态吸附法，比较材料对NOx的吸附性能和吸附容量，探究不同处理方法对吸附性能的影响。
三、预期研究成果及意义
本研究将制备出氮掺杂多孔碳材料，并对其表征和吸附性能进行测试。研究成果将具有以下意义：
1.提高废气清理的效率
制备的氮掺杂多孔碳材料具有较高的吸附性能和活性，并能够适应不同的催化环境，在废气清理中表现出较高的效率，从而为改善空气质量提供重要保障。
2.丰富多孔材料的制备方法
通过本研究，可以为多孔材料的制备方法提供新的思路和参考。本研究所采用的硬模板法与氮掺杂技术相结合的方法可实现多种材料的制备，从而拓宽了多孔材料的制备领域。
3.为环保科研提供参考
本研究成果可为环保科研提供新的思路和实验基础，为环保领域的科研人员提供新方法和新技术，有助于推动环境保护领域的创新和发展。
四、参考文献
1.ZhaoT,WuS,DaiY,etal.PreparationofporouscarbonmicrosphereswithhierarchicalporedistributionforefficientNOxremoval.Nanoscale,2017,9(25):8715-8725.
2.WangZ,WangZ,LiH,etal.High-performanceN-dopedhierarchicalporouscarbonforCO2captureandNOremoval.AppliedSurfaceScience,2017,416:299-307.
3.LiQ,LiL,HuW,etal.PreparationandcharacteristicsofFe-N-DopedHierarchicalPorousCarbonforRemovingNO.Catalysts,2019,9(3):245.