石墨相氮化碳复合光催化剂的合成与可见光解水产氢性能的开题报告.docx

石墨相氮化碳复合光催化剂的合成与可见光解水产氢性能的开题报告
一、研究背景
可见光催化水分解产氢作为一项可持续的清洁能源技术日益成为了现代科学研究的热点。石墨烯氮化碳复合材料作为一类高效的可见光催化剂被广泛应用于光催化水分解产氢领域。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新型的金属有机框架材料，以其低成本、稳定性良好和光催化性能优异等特点在光催化水分解产氢领域得到了广泛关注。但是，g-C3N4单独作为光催化剂时，其光吸收范围较窄，其光催化效率较低，严重限制了其在实际应用方面的发展。为了提高光催化效率，常常将g-C3N4与其他物质组合成复合材料，以增强光吸收和电子传输。因此，石墨相氮化碳复合光催化剂可用于进一步提高光催化水分解产氢效率。
二、研究内容
本文计划合成一种石墨相氮化碳-钒酸铵复合材料（g-C3N4/AN），并研究其在可见光照射下的光催化水分解产氢性能。具体研究内容如下：
（1）合成g-C3N4/AN复合材料。采用加热法制备g-C3N4，采用共沉淀法制备AN，将制备好的g-C3N4与AN进行化学复合，得到g-C3N4/AN复合材料。
（2）对g-C3N4/AN复合材料进行物理化学性质表征，包括结构、形态、表面化学组成、光学吸收性质等。
（3）对g-C3N4/AN复合材料进行光催化活性测试。在可见光照射下，测定其对水的分解活性和氢气产生速率，以评估其在光催化水分解产氢方面的性能。
三、预期研究结果
本文预期合成出具有优异光催化水分解产氢性能的g-C3N4/AN复合材料，并通过物理化学性质表征和光催化活性测试证明其实用性。同时，本文也为石墨相氮化碳复合材料在光催化水分解产氢方面的应用提供了理论和实践基础。