基于石墨相氮化碳基复合光催化剂的制备、改性及性能研究的任务书.docx

基于石墨相氮化碳基复合光催化剂的制备、改性及性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
光催化技术是一种环境友好、高效能的处理有害气体和水污染的方法，近年来在环境保护和能源利用方面得到了广泛的应用。石墨相氮化碳是一种新型的光催化剂，具有高度的光吸收能力、化学稳定性和易制备等优势，在水和空气净化、环境保护等领域显示出了巨大的应用潜力。然而，石墨相氮化碳在实际应用中存在着光响应范围窄、催化效率低、稳定性差等问题。为此，进行石墨相氮化碳基复合光催化剂的制备、改性及性能研究就显得尤为重要。
二、研究内容
1.石墨相氮化碳基复合光催化剂的制备方法研究：
（1）优化制备工艺，寻找最佳制备条件，包括石墨相氮化碳的合成方法、复合催化剂制备方法等；
（2）研究不同复合方式对催化剂光催化性能的影响，探究复合方式的优化方案。
2.石墨相氮化碳基复合光催化剂性能研究：
（1）探究催化剂对不同污染物的去除效率，包括VOCs、NOx等；
（2）研究催化剂对水中有机物的光催化降解效率；
（3）分别研究可见光和紫外光照射的效果，并探讨光照时间对催化剂性能的影响。
3.石墨相氮化碳基复合光催化剂结构和性能表征研究：
（1）对制备的催化剂进行表征，包括XRD、TEM、SEM、EDS、XPS等表征方法；
（2）探究表面结构对催化性能的影响，研究不同添加剂对结构的影响。
4.石墨相氮化碳基复合光催化剂的稳定性研究：
（1）研究催化剂的稳定性，探究不同环境条件（如光照强度、温度等）对催化剂的影响；
（2）研究不同复合方式对催化剂稳定性的影响，寻找可靠性更高的复合方式。
三、研究方法
1.合成石墨相氮化碳基材料，通过控制反应条件和外加有机小分子等方法调节材料的形貌和结构，并用XRD、TEM、SEM、EDS等方法对样品进行表征。
2.根据预设的配方和工艺，制备复合光催化剂，研究复合方式对催化剂性能的影响。
3.测试研究复合光催化剂在不同光源下对有机物、VOCs、NOx等污染物的去除效率，对催化剂进行性能表征，分析表面结构和成分等。
4.研究复合光催化剂的稳定性，考察复合催化剂制备后在不同环境条件下的催化活性变化，寻找稳定性更高的复合方式。
四、研究意义
1.为提高石墨相氮化碳基光催化剂的催化效率和稳定性提供了新思路和对策，为光催化技术的应用开发提供了新的选择。
2.通过研究复合方式对催化剂性能的影响，选择最优的复合方式，可提高光催化剂的催化水平，为环境净化、能源利用等领域提供了重要的技术支撑。
3.优化复合光催化剂材料的结构和成分，提高结构稳定性和催化寿命，为催化剂的工业化应用提供了技术支持。
五、研究进度安排
第一年：石墨相氮化碳的合成方法、复合催化剂制备方法与复合方式研究、性能测试与表征
第二年：研究不同污染物的去除效率、不同光源下催化剂的性能对比研究、寻找可靠性更高的复合方式
第三年：催化剂的稳定性研究、优化复合光催化剂材料的结构和成分、总结结论。
六、参考文献
[1]X.Chen,S.Shen,L.Guo,andS.S.Mao.Semiconductor-basedphotocatalytichydrogengeneration.ChemicalReviews,2010,110:6503-6570.
[2]Y.Wang,M.Zhang,F.Li,andG.Wang.Mesoporousg-C3N4/InVO4heterostructurewithenhancedphotocatalyticCO2reductionperformance.JournalofPhysics:CondensedMatter,2016,28(17):175303.
[3]X.Liu,J.Han,X.Huang,Z.Wang,andL.Yan.Synthesisandenhancedphotocatalyticperformanceofflower-likeAg2O/g-C3N4nanocomposites.JournalofMaterialsChemistry,2012,22(31):15952-15960.
[4]J.Zhang,H.Liu,H.Lv,andY.Yu.Fabricationofg-C3N4-ZnFe2O4compositewithimprovedphotocatalyticactivityundervisiblelightirradiation.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2016,27(2):1640-1646.
[5]W.Yin,Q.Ye,andJ.Zhao.ProgressinthedevelopmentandapplicationofG-C3N4-basedphotocatalysts.Materi