纳米氧化锌及其复合材料制备与光催化性能研究的任务书.docx

纳米氧化锌及其复合材料制备与光催化性能研究的任务书
任务书
一、题目
纳米氧化锌及其复合材料制备与光催化性能研究。
二、研究背景和意义
自然界中存在大量的有机污染物和有害气体，它们对环境和人类健康造成了严重的影响。传统的污染处理技术如化学方法和生物方法存在一些不足，如高负荷、低效率、成本高等问题，因此研究新的高效、低成本、环保、可持续的处理技术变得尤为重要。光催化技术作为近年来发展迅速的一种新型技术，具有较高的效率、环保性和可持续性等优势，因此成为了治理污染的热门技术之一。在光催化技术中，半导体材料的选择和表面结构设计对催化效率有着重要的影响。而氧化锌因其化学稳定性强、光催化性能优良、价格低廉等特点，已成为研究的热点之一。
然而，氧化锌的应用受到其表面反应活性低和光催化稳定性差等问题的制约。为了克服这些问题，纳米氧化锌和氧化锌复合材料成为了研究的重点。其中，纳米氧化锌具有大比表面积、高反应活性和优良的光催化性能等特点；复合材料由于具有多相结构和有机物表面修饰，可调控其光吸收和表面对有机物的吸附性质，从而提高光催化性能。
因此，本研究旨在制备纳米氧化锌和氧化锌复合材料，研究其光催化性能，探索其在环境污染治理中的应用。
三、研究内容
1.氧化锌纳米材料的制备
（1）溶胶凝胶法、水热法等制备氧化锌纳米材料；
（2）表征氧化锌纳米材料的晶体结构、形貌、比表面积、光学性质等。
2.氧化锌复合材料的制备
（1）以氧化锌为基础材料，将其与不同的有机物或无机材料复合，如氮化硅、石墨烯等；
（2）表征复合材料的结构、形貌、比表面积、光学性质等。
3.光催化性能测试和机理研究
（1）在模拟和实际场合下，考察纳米氧化锌及其复合材料对有机污染物和有害气体的光催化降解效率；
（2）研究光催化反应过程中氧化锌及其复合材料的作用机理，探究影响光催化反应速度的关键因素。
四、研究计划和进度
1.第一年
完成氧化锌纳米材料的制备和表征，优化纳米氧化锌的制备条件和光催化性能，初步研究氧化锌对有机污染物的光催化降解。
2.第二年
制备复合材料，考察复合材料对比纳米氧化锌的光催化反应的提升效果，研究复合材料的光催化机理。
3.第三年
综合研究光催化反应过程中氧化锌及其复合材料的作用机理，探究影响光催化反应速度的关键因素，优化氧化锌复合材料的光催化性能。
四、预期成果
1.完成纳米氧化锌的制备和表征，研究其对有机污染物的光催化降解。
2.制备氧化锌复合材料，研究复合材料对比纳米氧化锌的光催化反应的提升效果。
3.研究氧化锌复合材料的光催化机理，探究影响光催化反应速度的关键因素。
4.发表相关研究论文2-3篇。
五、参考文献
1.史佳尧,黄维胜,杜炜明,等.纳米氧化锌光催化降解甲基橙及其机理研究[J].化工进展,2019,38(2):513-520.
2.贺丹,谭碧平,郭维琴.氧化锌光催化降解染料废水研究进展[J].环境化学,2020,39(11):2479-2497.
3.李淑娴,张福忠,郭雷,等.氧化锌纳米粒子的制备及其性能研究[J].中国科技论文,2019,14(12):815-819.