金属硫化物基光催化材料的制备及其光催化还原CO2性能研究的开题报告.docx

金属硫化物基光催化材料的制备及其光催化还原CO2性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
光催化技术是一种具有很高应用前景的环境净化和能源转换技术。利用光催化材料可以将太阳能转化为电能或化学能，实现对有机污染物和CO2等环境污染物的有效处理和转化。在光催化材料中，金属硫化物材料因其良好的光电化学催化性能而备受关注。
本研究的目标是制备金属硫化物基的光催化材料，并研究其在光催化还原CO2方面的性能。通过研究这些材料的光催化性能，有望为环境治理和清洁能源的开发提供新的思路和手段。
二、研究内容及方法
本研究的主要内容和方法如下：
1.材料的制备
本研究将采用水热合成技术来制备金属硫化物基催化材料。首先，通过化学合成得到所需的前驱体材料，并将其与硫源反应制备出金属硫化物基催化材料。本研究将主要研究NiS、WS2、MoS2等材料的制备。
2.材料的表征
本研究将对所制备的金属硫化物基催化材料进行系统的表征。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对材料的晶体结构、形貌和化学状态等进行分析。同时，运用紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）和荧光光谱（PL）等表征手段研究材料的光学性质。
3.光催化还原CO2性能测试
将所制备的材料用作光催化还原CO2催化剂，在可见光照射下加入CO2气体，通过气相色谱仪（GC）对CO2还原产物的产生情况进行检测。同时，还将对材料的光催化反应机理进行探究。
三、预期结果及意义
本研究主要预期结果和意义如下：
1.成功制备出NiS、WS2、MoS2等金属硫化物基催化材料。
2.深入研究所制备材料的物理、化学和光学性质，探究其光催化性能。
3.测试材料在光催化还原CO2方面的性能，并研究反应机理。
4.在环境治理和清洁能源领域提出新的思路和手段，为实现可持续发展做出贡献。
四、研究计划及进度安排
本研究计划周期为一年，主要工作安排如下：
1.前期调研和材料制备（3个月）
在前期工作中，将综合文献调研和实验研究经验，确定材料种类和制备方案，进行前期的实验室研究。
2.材料表征与分析（2个月）
对所制备的材料进行表征分析，包括晶体结构、形貌、光学性质等。
3.光催化还原CO2性能测试（5个月）
测试所制备材料的光催化还原CO2性能，探究其反应机理。
4.数据分析和论文撰写（2个月）
对实验数据进行分析和统计，编写毕业论文，撰写科研论文发表在相关学术期刊。
五、参考文献
1.Dou,X.,Li,Q.,&Wang,S.Molecularlyimprintedphotocatalystsforsolarenergyconversion.ChemicalSocietyReviews,2013,42(7),248a9-2634.
2.Fei,H.,Tang,J.,&Wang,R.&Dai,L.ControlledSynthesisofHighlyCrystallineMoS2FlakesbyChemicalVaporDeposition.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013,135(23),8824-8827.
3.Jin,X.,EkowIndacochea,J.,Sigmund,W.,&Lu,C.SynthesisofhierarchicalWS2micro-/nano-architecturesviasolvothermalprocessbyusingachelatingagentinprecursorsolution.JournalofMaterialsScience,2016,51(22),9946-9957.
4.Li,X.,Guo,D.,Su,Z.,etal.UltrathinHighlyPorousNiSNanosheetsonGraphene:AnEfficientElectrocatalystforHydrogenEvolutionReaction.AdvancedMaterials,2015,27(48),6203-6208.
5.Wang,T.,Zhang,X.,Li,T.,etal.FacilesynthesisofNiSmicrospheresassembledfromnanoparticleswithelectrochemicalandcatalyticproperties.JournalofMaterialsScience,2017,52(14),8898-8908.