α-Fe2O3复合材料的制备及其光催化性能的研究的任务书.docx

α-Fe2O3复合材料的制备及其光催化性能的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着经济的发展和人民生活水平的提高，环境污染问题日益突出。光催化技术是一种有效的解决方案，已经得到了广泛的关注和研究。其中,α-Fe2O3是一种热稳定、光稳定、可重复使用的光催化材料，近年来受到了广泛的研究。在实际应用中，α-Fe2O3常常被改性，以提高其光催化性能。因此，本次实验将利用α-Fe2O3复合材料的制备及其光催化性能的研究，探索如何提高α-Fe2O3的光催化性能，为环境污染的减少和改善提供一种可行的途径。
二、任务目标
1.制备α-Fe2O3复合材料。
2.系统地研究α-Fe2O3复合材料的光催化性能，并进行表征。
3.探讨α-Fe2O3复合材料的光催化机理。
4.优化制备条件，提高α-Fe2O3复合材料的光催化性能。
三、任务内容
1.制备α-Fe2O3复合材料。
（1）制备纳米级α-Fe2O3粉体，利用溶胶-凝胶法或其它方法制备催化剂；
（2）利用不同的加工方法将α-Fe2O3与其他物质复合；
（3）通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等对制备的α-Fe2O3复合材料进行表征。
2.系统地研究α-Fe2O3复合材料的光催化性能，并进行表征。
（1）对α-Fe2O3复合材料的催化性能进行测试，并利用催化剂特性测试仪对催化剂表面分子吸附活性进行测试；
（2）使用吸收光谱、荧光谱或其他表征方法对催化剂进行表征，分析催化剂的能带结构和光流动性能；
（3）利用所得数据分析并绘制光催化降解率曲线，进一步观察试验结果。
3.探讨α-Fe2O3复合材料的光催化机理。
（1）探讨α-Fe2O3复合材料的催化机理，并结合实验结果对其进行解释；
（2）进一步研究催化剂的电子结构、能带结构等，以推测可能的光催化机理；
（3）对不同制备条件下α-Fe2O3复合材料的光催化过程进行对比分析，探讨不同制备条件对α-Fe2O3复合材料光催化性能的影响。
4.优化制备条件，提高α-Fe2O3复合材料的光催化性能。
（1）根据前期实验结果，对制备条件进行调整，尝试提高α-Fe2O3复合材料的光催化性能；
（2）探究光源强度、光照时间、溶液pH、参与反应的其他物质对光催化性能的影响，并进行系统研究；
（3）通过比较各种实验条件下的催化效果，优化制备条件，实现最佳的光催化效果。
四、研究方法
1.制备方法：使用溶胶-凝胶法制备α-Fe2O3复合材料，采用不同的配方和工艺条件，例如改变温度、溶液浓度等。
2.表征方法：利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和光谱分析等对制备的α-Fe2O3复合材料进行表征。
3.测试催化性能：在具有不同波长、光强和质量的光源下测试α-Fe2O3复合材料的催化性能，并通过对催化反应过程的监测来评价亚铁氧化物对污染物的降解率。
4.探究光催化机理：利用催化剂特性测试仪对催化剂表面分子吸附活性进行测试，分析催化剂的能带结构和光流动性能。
五、研究计划
该实验计划为期2个月，具体包括以下步骤：
1.第1周，撰写研究计划书，明确研究目标、任务内容和方法。
2.第2周-第3周，准备催化剂和制备α-Fe2O3复合材料。
3.第4周-第5周，对α-Fe2O3复合材料的光催化性能进行测试，并进行表征。
4.第6周-第7周，探讨α-Fe2O3复合材料的光催化机理。
5.第8周，优化制备条件，提高α-Fe2O3复合材料的光催化性能。
6.第9周-第10周，撰写实验报告和总结，并进行实验结果的分析和讨论。
六、参考文献
1.Chen,Q.,Jia,C.,&Hu,J.(2019).Enhancedphotocatalyticactivityofα-Fe2O3/grapheneoxidecompositeforthedegradationofmethylorangeundervisiblelightirradiation.AppliedSurfaceScience,2019,33-41.
2.Liu,J.,Li,L.,Zhou,H.,&Feng,T.(2020).Synthesisofα-Fe2O3microsphereswithhierarchicalstructureandtheirenhancedphotocatalyticperformances.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2020,2734-2743.
3.Wang,X.,Liu,R.,&Wu,X.(2017).Improvedphotocatalyticactivityofα-Fe2O3/rGOcompositeforthedegradationofacidorange7.RSCAdvances,2017,5021