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氮掺杂石墨烯基复合光催化材料的制备及其CO2还原性能研究任务书

 2020-02-11 12:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

随着社会的发展与进步,对化石燃料的过度依赖及其不可避免的消耗造成大量co2的排放,导致全球温室效应问题十分突出,进而引起了人们对全球变暖和能源危机的日益关注。利用太阳能将co2转化为碳氢化合物燃料是解决能源短缺和全球变暖问题的一种很有效的策略。光催化co2 还原反应的主要问题集中在其低转化效率、含碳产物的选择性合成以及与产氢反应的竞争等。因此,开发出具有较高光催化 co2 还原活性且能尽量抑制其他竞争反应的光催化剂具有十分重要的意义。

石墨烯作为一种由sp2 杂化的碳原子以六边形排列形成的周期性蜂窝状二维碳纳米材料,具有突出的导热性能、力学性能、优异的导电性能以及巨大的比表面积。但是纯的石墨烯在应用上仍有缺陷,如活性位点不够,不具有选择性。因此,为了弥补石墨烯的缺陷,对石墨烯进行掺杂是一种有效的方法。掺杂可以打开石墨烯的能带隙,杂原子能影响石墨烯的酸碱特性,改变电化学性能和催化性能。在光催化应用中,将氮掺杂石墨烯与半导体复合能为解决光催化反应中的瓶颈问题提供可行途径。本论文拟采用具有优异电荷传导性能的氮掺杂石墨烯泡沫为基底,通过水热法合成二维znin2s4 纳米墙垂直生长在三维氮掺杂石墨烯泡沫(3d ngf)上,研究不同含量 3d ngf 对二维znin2s4 纳米墙光催化还原co2的性能影响。同时表征与探索硫化铟锌纳米墙/氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化剂的组成与结构,研究其结构与性能之间的内在联系。

设计(论文)主要内容:

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1、查阅不少于15篇的相关资料,其中英文文献不少于5篇,完成开题报告;

2、获得三维氮掺杂石墨烯泡沫以及硫化铟锌纳米墙/氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化剂;

3、掌握常用的材料表征与分析方法;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,熟悉实验所需原料、仪器和设备。确定实验技术方案,并完成开题报告;

第4-7周:采用模板法制备三维氮掺杂石墨烯泡沫,以制备好的氮掺杂石墨烯泡沫为基底,采用水热法合成硫化铟锌纳米墙/氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化剂;

第8-10周:完成一系列硫化铟锌纳米墙/氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化材料光催化co2还原性能测试;

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4. 主要参考文献

[1] z. jiang, h. sun, t. wang, et al. nature-based catalyst for visible-light-driven photocatalytic co2 reduction [j]. energy environ. sci., 2018, 11: 2382-2389.

[2] f. xu, j. zhang, b. zhu, et al. cuins2 sensitized tio2 hybrid nanofibers for improved photocatalytic co2 reduction [j]. appl. catal. b – environ., 2018, 230: 194-202.

[3] x. yin, p. sheng, f. zhong, et al. cds/znin2s4/tio2 3d heterostructures and their photoelectrochemical properties [j], new j. chem. 2016, 40: 6675–6685.

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