可见光响应型纳米光催化材料的合成表征及其性能研究的任务书.docx

可见光响应型纳米光催化材料的合成表征及其性能研究的任务书
任务书
题目：可见光响应型纳米光催化材料的合成表征及其性能研究
一、任务背景
光催化技术是一种利用光照下催化剂表面引起的化学反应来净化水和空气的环保技术，具有高效、无二次污染等优势。目前，广泛应用的TiO2催化剂只能对紫外光进行光催化反应，不能利用可见光，因此更高效的可见光光催化材料的发展显得尤为重要。
二、任务目的
本研究拟以可见光响应型纳米光催化材料为研究对象，通过合成表征及性能评价等手段，从理论和实践两个方面探究其光催化性能，提高其应用价值。具体目标如下：
1.合成具有可见光响应性的纳米光催化材料并进行表征；
2.探究该材料在可见光照射下的催化性能，包括光照下的分解液相有机污染物和气相有机污染物的能力，以及光促使CO2还原的能力等；
3.研究材料的光吸收、电化学性质和晶体结构等方面，寻找影响光催化性能的关键因素。
三、任务内容
1.合成具有可见光响应性的纳米光催化材料并进行表征
a.合成具有可见光响应性的纳米光催化材料，采用化学还原法、溶胶-凝胶法等方法，研究不同合成方法的影响；
b.利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis等常规表征手段，研究不同合成方法合成的纳米光催化材料的晶体结构、形貌、表面化学状态等特征。
2.探究光催化材料在可见光照射下的催化性能
a.通过液相光降解考虑典型的污染物溶液（如亚甲基蓝、罗丹明B等）下材料的光催化活性；
b.通过气相光降解考虑典型的VOCs（如甲苯、乙醛等）下材料的光催化活性；
c.通过光催化二氧化碳还原实验，探究材料的还原率及其化学品质。
3.研究材料的光吸收、电化学性质和晶体结构等方面，寻找影响光催化性能的关键因素
a.利用紫外-可见漫反射光谱、阳极/阴极汤曼拍照分类法、循环伏安等电化学分析手段研究材料的光电化学性能；
b.通过X射线光电子能谱、热重分析等表征方法对催化剂的表面化学状态和稳定性进行分析。
四、任务进度和预期成果
任务进度：
第一年：
1.确定研究方向与任务目标，完成实验室的建设与实验条件的准备；
2.进行相关文献调研，了解现有研究动态；
3.合成具有可见光响应性的纳米光催化材料，并进行表征。
第二年：
1.对合成所得纳米光催化材料的光吸收、电化学性质和晶体结构进行研究；
2.探究光催化材料在可见光照射下的催化性能。
第三年：
1.对研究成果进行总结和发表，申报相关专利。
预期成果：
1.成功合成可见光响应型纳米光催化材料；
2.研究可见光响应型纳米光催化材料的光催化性能，探究纳米结构对光催化性能的影响，为其在有机污染物处理中的应用提供理论支撑；
3.发表学术论文数篇，授权专利若干。