石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化产氢性能研究的任务书.docx

石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化产氢性能研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
光催化产氢技术是一种环保、可持续发展的新型能源生产技术，近年来得到了广泛关注。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新兴的光催化剂，由于其具有良好的光催化性能、低成本、易制备等优点，成为了一种备受关注的可见光响应型光催化剂。
然而，g-C3N4在实际应用中存在着一些问题，如其光催化产氢效率低、稳定性不够等，限制了其在实际应用中的推广和应用。为此，研究制备高效稳定的g-C3N4基光催化剂，提高其光催化产氢效率和稳定性，对于推进光催化产氢技术的研究和发展有着重要意义。
二、研究内容和要求
（一）研究内容
本项目拟采用水热法制备g-C3N4基光催化剂，同时通过化学气相沉积法（CVD）将其修饰为石墨相氮化碳基光催化剂（g-C3N4@C）。
通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis等表征手段对所制备的g-C3N4和g-C3N4@C进行表征，并进一步研究不同制备条件下g-C3N4@C的结构、形貌及光吸收与光吸收行为等特性。
最后，考察g-C3N4@C的光催化产氢性能，探究其光催化活性、稳定性及产氢效率。
（二）研究要求
1.制备过程中要控制好反应条件，加强对产品结构、形貌等特性的表征和分析。
2.要通过实验和分析准确确定g-C3N4@C的最佳制备条件，提高其光催化产氢性能。
3.要采用先进的测试设备，对g-C3N4@C的光催化产氢性能进行详细研究。
4.通过本次研究，积累并提高科研思维和实验技能，在规定时间内完成论文撰写和交流报告。
三、研究计划及预期成果
（一）研究计划
1.前期准备阶段（1个月）
1）查阅文献资料和学习相关理论知识；
2）熟悉所需实验设备的操作方法和使用技巧。
2.实验部分（8个月）
1）制备g-C3N4基光催化剂；
2）采用CVD方法将其修饰为g-C3N4@C光催化剂；
3）对所得光催化剂进行表征和分析；
4）进行光催化产氢性能测试。
3.论文撰写和答辩准备（2个月）
1）整理实验数据，撰写研究论文；
2）准备答辩PPT，进行答辩练习。
（二）预期成果
1.成功制备出g-C3N4基光催化剂和g-C3N4@C基光催化剂；
2.丰富和完善g-C3N4光催化剂的制备方法和结构、性能的研究；
3.系统研究g-C3N4@C的结构、形貌、光吸收与光吸收行为等特性；
4.探究g-C3N4@C的光催化产氢性能，提高其光催化产氢效率和稳定性；
5.发表学术论文2篇；
6.深入了解光催化产氢领域的发展趋势，积累科研经验，为今后的研究提供基础和经验。