硫化镉异质结光催化剂的固相法合成及其光催化产氢性能研究的开题报告.docx

硫化镉异质结光催化剂的固相法合成及其光催化产氢性能研究的开题报告
开题报告
1.研究背景
氢气是一种非常重要的清洁能源，在未来的能源领域中具有广阔的应用前景。光催化产氢技术是一种很有潜力的制氢方法，其用光能来激发催化剂的电子，产生足够的还原力来还原水分子，从而制备出氢气。
硫化镉(CdS)是一种底物广泛、价格低廉的半导体材料，具有较高的光催化活性，被广泛应用于光催化产氢领域。在同种条件下，CdS纳米材料是一种优异的光催化剂，其产氢性能优于CdS微米材料。同时，CdS纳米材料与其他半导体材料进行各种复配，都能够产生更加优异的光催化产氢性能。因此，CdS纳米材料是一种非常重要的光催化产氢材料。
2.研究目的和意义
本研究的目的是通过固相法合成CdS异质结光催化剂，并深入研究其光催化产氢性能。通过不同合成条件的优化，包括反应时间、反应温度、制备方法等因素，得到CdS异质结光催化剂的最优制备条件。该研究对于提高CdS异质结光催化剂的催化性能，促进其在光催化产氢领域的应用，具有非常重要的意义。
3.研究内容及方法
本研究主要包括以下内容：
（1）使用固相法合成CdS异质结光催化剂；
（2）通过多种表征手段，包括X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV-Vis）光谱、氮气吸附-脱附等分析技术，对CdS异质结光催化剂进行表征；
（3）研究CdS异质结光催化剂的光催化产氢性能，探究其催化性能与合成条件的关系，研究表明其优化制备条件；
（4）探讨CdS异质结光催化剂的光化学机理。
4.预期成果
预期本研究可以得到以下成果：
（1）制备出CdS异质结光催化剂，对其进行全面细致的表征；
（2）探究CdS异质结光催化剂的光催化产氢性能，了解其优化制备条件；
（3）对CdS异质结光催化剂光化学机理进行初步探讨。
5.计划进度
本研究的计划进度如下表所示：
|时间|内容|
|:---------:|:-----------------------------------------------:|
|2021.07-08|文献调研和实验准备|
|2021.09-11|固相法合成CdS异质结光催化剂及表征分析、光催化实验|
|2021.12-01|数据分析、结果讨论和文章撰写汇总|
|2022.02-03|论文修改|
6.参考文献
[1]XieYC,WangY,ChenJB,etal.ACdS/morphology-controlledZnOheterojunctionwithhighphotocatalyticactivityundervisiblelightirradiation[J].JournalofAlloysandCompounds,2012,531:50-55.
[2]ChenG,DoLM,ReddyDA,etal.CdS–TiO2nanotubearrayssensitizedwithCdSeforphotoelectrochemicalhydrogenproduction[J].Nanoscale,2013,5(14):6255-6260.
[3]KimWJ,LeeHI,KimKH,etal.KineticStudyofVisibleLightAssistedPhotocatalyticHydrogenProductionoverPtSupportedCdSPreparedbyaPolyolMethod[J].BulletinofKoreaChemicalSociety,2013,34(7):2108-2112.
[4]李柏杉,沈亚红,王伟.CdS异质结光催化剂的制备及光催化产氢性能研究[J].ChineseJournalofCatalysis,2019,40(2):268-276.