硫化锡的改性及其光催化还原六价铬的性能研究的任务书.docx

硫化锡的改性及其光催化还原六价铬的性能研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
六价铬是一种有毒有害的重金属，具有极强的氧化还原能力，可对人体造成免疫、生殖、肝脏、泌尿等多方面的危害。因此，寻找一种有效的方法对六价铬进行处理和净化具有重要的意义。
光催化是一种有前途的环保技术，其在净化污染源中的应用越来越广泛。硫化锡是一种具有良好光催化性能的材料，但其在光催化反应中存在着一些缺陷，比如光催化效率低、光致电荷复合速率快等。为了克服这些缺陷，对硫化锡进行改性是十分必要的。
因此，本研究旨在对硫化锡材料进行改性，以提高其光催化性能，进而研究硫化锡对六价铬的光催化还原性能。
二、研究内容
1.合成具有不同形貌的硫化锡材料，并表征其物化性质。比较不同形貌硫化锡的光催化性能，并选择出性能最好的硫化锡材料进行后续研究。
2.对选择出的硫化锡材料进行改性，拟运用表面修饰、固相掺杂、金属掺杂等方法进行改良，以提高硫化锡的光催化性能。
3.研究改性硫化锡材料对六价铬的光催化还原性能。通过对六价铬的紫外可见吸收光谱、超声波溶解度及还原时格氏试剂的显色反应等进行监测，探究硫化锡对六价铬的还原效果。
三、研究方法和技术路线
1.合成硫化锡材料。以硫粉、氢氧化锡等为原料，采用溶胶-凝胶法制备不同形貌的硫化锡材料。并通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计等分析测试其物理化学性质。
2.拟运用表面修饰、固相掺杂、金属掺杂等方法对硫化锡进行改性。其中，表面修饰方法主要针对硫化锡粉末的表面进行改良；固相掺杂主要是将硫化锡与其他掺杂物一同烧结得到改性化合物；金属掺杂则是利用不同金属元素在硫化锡中的掺杂作为改性方法。通过比较不同改性方法后的硫化锡材料的光催化性能确定最佳方法。
3.研究改性硫化锡材料对六价铬的光催化还原性能。通过选取适当的控制试验管，用光照辐射硫化锡粉末溶液，记录紫外可见吸收光谱、超声波溶解度及还原时格氏试剂的显色反应等数据。并用适当的光催化模型对试验数据进行处理，确立硫化锡对六价铬的光催化还原性能。
四、研究预期结果
1.成功合成不同形貌的硫化锡材料，并表征其物化性质。
2.实现硫化锡材料的改性，提高硫化锡的光催化性能。
3.研究硫化锡对六价铬的光催化还原性能，评估硫化锡在污染治理方面的应用前景。
五、研究计划安排
1.前期准备阶段（1个月）
收集和阅读相关文献，了解硫化锡材料的合成方法以及其在污染治理中的应用；确认硫化锡合成实验中所需的化学试剂和仪器设备；制定实验方案和操作流程。
2.合成硫化锡材料（2个月）
根据前期准备阶段的实验方案和操作流程，采用溶胶-凝胶法制备不同形貌的硫化锡材料，并分别进行物理化学性质的表征。
3.硫化锡材料的表面修饰、固相掺杂、金属掺杂改良（3个月）
通过表面修饰、固相掺杂、金属掺杂等多种改性方法进行实验，比较不同方法后的硫化锡材料的光催化性能，确定最佳改性方法。
4.研究硫化锡对六价铬的光催化还原性能（4个月）
选取适当的控制试验管，利用光照辐射硫化锡粉末溶液，记录紫外可见吸收光谱、超声波溶解度及还原时格氏试剂的显色反应等数据，研究硫化锡对六价铬的光催化还原性能，评估硫化锡在污染治理方面的应用前景。
5.结果分析与撰写论文（2个月）
对实验结果进行分析，撰写研究报告和论文，准备与其它学术界人员进行交流和讨论。
六、参考文献
1.Tang,W.andZhang,H.(2020).Photocatalyticreductionofhexavalentchromiumbymodifiedmetalsulfides:Areview.JournalofEnvironmentalManagement,264,110496.
2.Li,X.,Wang,Z.,Yuan,W.,Zhao,C.,Li,L.andQin,L.(2021).One-stepsynthesisofzirconium-dopedtinsulfidesasanefficientandstablephotocatalystforchromium(VI)removalfromwater.JournalofColloidandInterfaceScience,594,372-381.
3.Dang,Q.,Chen,X.,Lei,Z.,Ma,W.andWang,X.(2019).Photocatalyticreductionofhexavalentchromiumovermodifiedbismuthsulfideundervisiblelightirradiation:Performanceandmechanism.JournalofHazardousMaterials,377,100-109.