基于钛酸镧的光催化材料设计合成与性能研究开题报告
2022-01-25 10:01
全文总字数:2054字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
环境污染和能源短缺是人类进入新世纪面临的关键问题,而光催化净化技术在解决环境问题,应对环境污染方面起到了重要的作用,与之相对应的光催化材料是一种节能、高效的现代绿色环保材料,本课题的研究旨在利用新兴的光催化技术提高复合材料的催化活性,从而达到利用光催化材料处理人类目前面临的环境污染问题。对于本课题的研究有助于我们深入了解光催化材料的各种特性,以及更加高效便捷的治理水环境中的污染问题。
国内外研究现状
光催化技术作为一种新兴的技术已经得到了广泛的认可,国内外许多的研究人员都开始从事这方面的研究,并且取得了十分可观的成果。起先,人们发现二氧化钛可以作为光催化材料,这揭示了太阳能利用的新途径,推动了光催化环境净化的研究。近年来,环境净化、光解水制氢、太阳能电池、二氧化碳资源化等方面成了光催化研究的热点。
在被广泛研究的光催化剂中,镧系钛酸盐优良的物理化学性质引起了研究人员的注意。钛酸镧作为其中重要的代表物质,近年来受到较多的关注,这也是本课题选用这一研究方向的重要原因之一。钛酸镧的合成大都采用传统的固相反应法,自简单的柠檬酸聚合络合法制备钛酸镧纯样问世以来,有关采用液相法合成钛酸镧的报道逐渐增多。对于纯相的钛酸镧而言,由于其较大的晶粒尺寸、低比表面积以及高的电子空穴复合率,其光催化降解能力较低,于是很多学者运用掺杂、贵金属沉积等手段对其进行改性研究,达到提高光催化降解能力的目的。
2. 研究的基本内容
本课题结合了教师的科研项目,设计基于钛酸镧的复合材料的合成路线,进行一系列掺杂实验,研究钛酸镧的复合材料光催化处理模拟废水的性能,从而进一步通过掺杂或形成固溶体的形式提高该复合材料的光催化活性,使之能够更加高效便捷的治理水污染问题。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
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实施方案
采用水热法制备钛酸镧纯样以及复合样,复合样中加入了不同量的硫脲进行区别。在制得所需样品之后采用不同的污染物对纯样以及复合样的催化活性进行测试、比较,模拟其处理废水的性能,并找出最佳样品做进一步的处理和研究,从而达到提高复合材料催化活性,治理水环境污染的目的。
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进度安排
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[1] rakibuddin, md; kim, haekyoung; khan, mohammad ehtisham, graphite-like carbon nitride (c3n4) modified n-doped latio3 nanocomposite for higher visible light photocatalytic and photo-electrochemical performance, applied surface science, 2018, 452: 400-412.
[2] ahmadi-majlan, kamyar; chen, tongjie; lim, zheng hui, tuning metal-insulator behavior in latio3/srtio3 heterostructures integrated directly on si(100) through control of atomic layer thickness, applied physics letters, 19(112): 193104.
[3] mkhalid, i. a. visible light photocatalytic synthesis of aniline with an au/latio3 nanocomposites, journal of alloys and compounds, 2015, 631: 298-302.
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