低维无机纳米材料的设计构筑及其光催化、吸附性能研究的任务书.docx

低维无机纳米材料的设计构筑及其光催化、吸附性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
针对当前环境污染问题，催化剂和吸附剂作为高效净化污染物的手段备受关注。低维无机纳米材料具有比传统材料更高的比表面积和更优异的催化吸附性能，成为研究热点。本项目旨在设计构筑低维无机纳米材料，探究其光催化和吸附性能，为净化环境提供新材料。
二、任务内容
1.确定研究对象
对低维无机纳米材料的研究范围和研究方向进行确定，包括但不限于二维材料、金属氧化物纳米线、纳米片等。
2.设计构筑低维无机纳米材料
基于研究对象，设计构筑不同形貌、尺寸、结构的低维无机纳米材料。优先考虑高效制备和可控生长方法。
3.研究光催化性能
通过紫外线可见光催化实验，考察不同低维无机纳米材料对有机污染物光催化降解的效果。同时，对光催化机理进行探究，结合材料表面特性进行分析。
4.研究吸附性能
对低维无机纳米材料的吸附性能进行研究，确定吸附容量、吸附速率等参数。通过吸附-解析实验系统，研究该材料的吸附空间结构。
5.结合理论计算分析
通过有理设计、合成低维无机纳米材料的结构，并利用第一性原理计算以解释其吸附性能和催化活性。
三、预期成果
1.制备一系列低维无机纳米材料，包括不同形貌、尺寸、结构，并确定最优合成方法。
2.建立光催化、吸附实验和理论计算分析平台，研究低维无机纳米材料的光催化和吸附性能。
3.对低维无机纳米材料的光催化和吸附性能进行系统性评估和比较，并探究其作用机理。
4.发表2篇以上SCI论文，取得专利1项以上。
四、研究计划
第一年
1.确定研究对象和研究方向，建立制备低维无机纳米材料的实验方法。
2.优化合成方法，制备出多种形貌、尺寸、结构的低维无机纳米材料。
3.研究低维无机纳米材料的光催化性能，初步分析催化机理。
第二年
1.研究低维无机纳米材料的吸附性能，分析吸附机理。
2.结合理论计算分析，设计出功能更加优异的低维无机纳米材料。
3.发表1篇以上SCI论文。
第三年
1.继续研究光催化、吸附性能，获得更加准确的结果并分析其作用机理。
2.改进制备方法，提高低维无机纳米材料的性能。
3.发表1篇以上SCI论文，申请1项以上专利。
五、研究条件
本项目将在化学实验室中开展，实验室拥有充足的基础设施和分析测试设备，充足的化学试剂和仪器设备。同时，在大学实验室、科研机构和国际合作伙伴方面具有强有力的支撑。
六、参考文献
1.Xu,Z.;etal.(2018).MesoporousGraphene-likeCarbonNitridesTowardSustainableWaterTreatment:Progress,Challenges,andPerspectives.AdvancedScience.
2.Wang,L.;Liu,Q.;Li,J.;Wang,W.;etal.(2018).Core-shellgoldnanorod@mesoporoussilicananoparticles-loadedmagneticscaffoldsforsynergisticcatalyticremovaloforganicpollutants.AppliedCatalysisB:Environmental,231,64-73.
3.Chen,Z.;etal.(2017).Low-DimensionalNanomaterialsbasedonMetal-OrganicFrameworks.Small.