ZnOAg納米復合材料的金屬、非金屬摻雜及其光催化性能研究的開題報告

ZnOAg納米復合材料的金屬、非金屬摻雜及其光催化性能研究的開題報告一、選題背景和研究意義隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，光催化技術(shù)因其高效、經(jīng)濟、環(huán)保等優(yōu)點受到了人們的廣泛關(guān)注，尤其是可見光催化技術(shù)的研究和應用。ZnO是一種廣泛應用于光催化領(lǐng)域的半導體材料，它在紫外光下可以有效地催化分解有機污染物，但其催化活性在可見光區(qū)域下較差，限制了其在環(huán)境修復領(lǐng)域的應用。為了改善ZnO在可見光區(qū)域的光催化活性，近年來研究者們開始將ZnO摻雜金屬、非金屬等元素，可以有效地提高其光催化活性。同時，納米復合材料也是近年來研究的熱點之一，其通過不同材料的復合，可以充分發(fā)揮各材料的優(yōu)勢，提高復合材料的性能。因此，本文將以ZnOAg納米復合材料為研究對象，探討金屬、非金屬摻雜對其光催化性能的影響，旨在改善ZnO在可見光區(qū)域的催化能力，為光催化技術(shù)的發(fā)展提供新思路。二、研究內(nèi)容和研究方法2.1研究內(nèi)容1）制備ZnOAg納米復合材料。2）采用SEM、TEM等表征手段對樣品進行表征。3）探究金屬（如Cu、Fe等）、非金屬（如N、C等）摻雜對ZnOAg納米復合材料的光催化性能的影響。4）探究ZnOAg納米復合材料的光催化機理。2.2研究方法1）采用溶膠-凝膠法制備ZnOAg納米復合材料。2）采用SEM、TEM等表征手段對樣品進行表征。3）采用紫外可見光譜儀（UV–Vis）、熒光光譜儀、光致發(fā)光光譜儀等手段對樣品進行光催化性能測試。4）采用循環(huán)伏安法（CV）、電化學交流阻抗譜（EIS）等技術(shù)對樣品進行電化學性能測試。三、預期結(jié)果1）成功制備出ZnOAg納米復合材料。2）金屬、非金屬摻雜可以有效提高ZnOAg光催化性能。3）探究得到ZnOAg納米復合材料的光催化機理，為光催化技術(shù)的研究和應用提供新思路。四、研究的創(chuàng)新點1）本文研究對象采用ZnOAg納米復合材料，可以充分發(fā)揮ZnO和Ag的互補作用，提高復合材料的性能。2）研究了金屬、非金屬摻雜對ZnOAg納米復合材料的光催化性能的影響，為光催化技術(shù)的研究提供了新思路。3）探究了ZnOAg納米復合材料的光催化機理，對光催化技術(shù)的研究和應用具有指導意義。五、研究進度計劃1）熟悉相關(guān)文獻和理論知識，制定研究計劃。預計用時一個月。2）制備ZnOAg納米復合材料，完成表征。預計用時兩個月。3）探究金屬、非金屬摻雜對ZnOAg納米復合材料的光催化性能的影響，完成光催化性能測試工作。預計用時三個月。4）探究ZnOAg納米復合材料的光催化機理，完成電化學性能測試，并對測試結(jié)果進行分析和討論。預計用時兩個月。5）論文寫作、提交。預計用時兩個月。六、參考文獻1.ChenX,LiuL,YuP,etal.Graphene@TiO2compositefilmsforefficientphotoelectrochemicalhydrogenproductionfromwatersplitting[J].NanoLetters,2011,11(8):2989-2995.2.CaoY,ZhangW,ZhangZ,etal.ZnO/Cu2Onanocubecompositeasanefficientvisible-light-drivenphotocatalystfordegradationoftetracyclinehydrochloride[J].JournalofColloidandInterfaceScience,2018,532:27-35.3.BulushevaLG,OkotrubAV,YudanovNF,etal.Nitrogen-dopedcarbonnanotubesasmetal-freecatalystsforoxygenreductionreaction[J].ACSNano,2011,5(5):3900-3906.4.YinWJ,ShiT,YanYX,etal.TuningthephotoactivityofpureZnOphotocatalysts:theeffectofdefects[J].PhysicalChemistryChemicalPhysics,2012,14(21):7788-7796.5.LiWY,LiuY,WangCM,etal.SynthesisofZnO/Agnanocompositesasaneffective