石墨相氮化碳基复合型光催化剂的制备及光催化性能研究的任务书.docx

石墨相氮化碳基复合型光催化剂的制备及光催化性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
光催化技术是当前环境保护和能源领域研究的热点方向之一，利用可见光或紫外光搭载的光催化剂对有害物质进行降解、氧化和还原，是一种高效、环保的处理方法。氮化碳是一种具有良好光催化活性的半导体材料，但其在可见光区域的光催化活性有限，因此需要将其与其他材料进行复合得到具有更好性质的光催化剂。石墨相氮化碳是一种型式结构完整的氮化碳材料，与其他材料复合后可形成强化效果，进一步提高其光催化性能。因此，通过石墨相氮化碳基复合型光催化剂的制备及光催化性能研究，可以探讨新型高效、环保的光催化剂的制备方法和应用方向。
二、任务目标
1.制备一种基于石墨相氮化碳的光催化剂，对其制备过程进行优化，提高其合成效率和光催化活性；
2.通过光催化实验考察该复合型光催化剂的光催化活性，研究不同条件下其降解对偶氰胺和染料的效果；
3.通过光催化机理研究，对该光催化剂增强光催化活性的原因进行深入探究；
4.撰写相应的研究论文，将研究成果发表在相关学术期刊上。
三、任务内容
1.制备石墨相氮化碳基复合型光催化剂；
(1)基于水热法制备石墨相氮化碳；
(2)与不同载体（如TiO2或纳米粒子等）进行复合，形成复合光催化剂；
(3)通过XRD、SEM、TEM等手段对合成的光催化剂进行表征和分析，确认其组成和形貌等特性。
2.光催化活性测试：
(1)对比不同条件下光催化剂对偶氰胺和染料降解的效果；
(2)分析光催化剂的光谱响应能力和催化活性的关系；
(3)研究光照时间和反应溶液酸度等因素对光催化剂活性的影响。
3.光催化机理研究：
(1)通过探究光催化剂的表面性质和电化学性质等方面，进行光催化机理研究；
(2)对比复合光催化剂和单一光催化剂的光催化效果，分析复合光催化剂性能提高的原因；
(3)通过DFT计算、发光和激光拉曼光谱等手段，对光催化剂的光催化活性提高机理进行分析和探讨。
4.论文撰写和发表：
(1)完成实验和理论研究，撰写科技论文；
(2)选择相关权威学术期刊进行投稿，如《JournalofHazardousMaterials》、《AppliedCatalysisB:Environmental》等。
四、研究计划
1.制备石墨相氮化碳基复合型光催化剂的工作：预计耗时1个月
2.光催化活性测试的工作：预计耗时2个月
3.光催化机理研究的工作：预计耗时3个月
4.论文撰写和发表工作：预计耗时1个月
五、研究经费
本项目所需的经费主要用于材料购置、实验设备购置、实验室杂费、出版费用等方面，预计总共需要100万元左右。
六、研究团队
本研究采用多学科交叉结合的研究方法，团队成员包括化学、材料、物理等专业的青年学者，其中副教授以上职称人员不少于1人。人员合理调配，对研究的顺利开展具有可行性。