石墨相氮化碳的表面改性及其光催化性能研究的开题报告.docx

石墨相氮化碳的表面改性及其光催化性能研究的开题报告
一、选题背景
石墨相氮化碳（graphiticcarbonnitride，简称g-C3N4）作为一种新型的可见光响应型光催化材料，在环境治理、化学合成等领域中具有广泛的应用前景。但是，g-C3N4的光催化性能通常受制于其电子传输效率较低、吸附性能不稳定等问题。为了提高g-C3N4的光催化性能，研究者们从不同层面入手，其中表面改性是改善g-C3N4光催化性能的有效途径之一。因此，本研究将从表面改性的角度出发，探究其对g-C3N4光催化性能的影响。
二、研究内容与方法
1.研究内容：
（1）对g-C3N4进行表面改性；
（2）对改性前后的g-C3N4进行结构和性能表征；
（3）比较不同表面改性方式对g-C3N4光催化性能的影响。
2.研究方法：
（1）采用化学溶液法、等离子体处理等方法进行g-C3N4表面改性；
（2）采用X射线衍射、红外光谱、紫外可见漫反射光谱、X射线光电子能谱等方法对改性前后的g-C3N4进行结构和性能表征；
（3）采用罗丹明B和对苯二酚蒸汽氧化反应测试光催化活性。
三、预期成果
（1）得到一种有明显光催化性能提升的g-C3N4；
（2）探究不同表面改性方式对g-C3N4光催化性能的影响规律；
（3）为进一步提高g-C3N4的光催化性能提供思路和方法。
四、进度安排
1-2周：了解g-C3N4的结构、性质等；查阅相关文献及资料
3-4周：采用化学溶液法、等离子体处理等方法对g-C3N4进行表面改性并进行结构和性能表征
5-6周：比较不同表面改性方式对g-C3N4光催化性能的影响
7-8周：撰写毕业论文
9-10周：论文修改和答辩准备
五、可能遇到的问题及解决方案
问题一：表面改性方法是否适合g-C3N4？
解决方案：提前做好表面改性前的实验验证；遵循已有研究的表面改性方法。
问题二：不同表面改性方式是否能够有效提高g-C3N4的光催化性能？
解决方案：全面比较不同表面改性方式对g-C3N4光催化性能的影响，找出最优改性方式。
问题三：光催化实验条件是否标准？
解决方案：严格控制光照条件，遵循已有研究的实验条件。
六、参考文献
[1]ChenX,LiC,XiangS,etal.UnderstandingthePhotocatalyticPropertyofInVO4/g-C3N4Compositebyin-situPhotoelectrochemical,PhotoluminescenceandXAFSStudies[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2018,225:60-67.
[2]LotzT,HundemerF,SchusterME,etal.GraphiticCarbonNitride:AnEfficientMetal-freeMultifunctionalPlatformforCascadeCatalysis[J].ACSCatalysis,2019,9(8):6936-6952.
[3]MallmannEJP,GimenezIF,LutkeS,etal.CarbonNitride-DecoratedTiO2:AHighlyActivePhotocatalystfortheSolarFuelGenerationinWaterSplitting[J].ChemSusChem,2019,12(13):3038-3048.
[4]YuanS,LiuM,LvK,etal.GraftingCdSontocarbonnitrideforefficientphotocatalytichydrogenproduction:Acasestudytowardswater-splittingphotocatalysts[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2020,276(1):119146.
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