Z型BiVO4复合TiO2光催化分解水性能研究开题报告

全文总字数：6912字

1. 研究目的与意义（文献综述）

当下人类面临能源短缺和环境污染两大问题，开发新型清洁能源和寻求高效治理环境污染技术成为人们近年来关注的热点。太阳能光催化技术利用太阳光将水分解产氢和催化有机污染物分解成水和二氧化碳，既能充分利用太阳能又可以解决能源短缺和环境污染两大生存问题。因此，合成出一种高效、无毒、可循环的可见光催化剂成为发展太阳能光催化技术的关键。当下研究热门当属太阳能光催化技术。1972年，fujishima和honda发表于nature杂志上关于光电催化下tio₂电极分解水制氢产氧的报道以来，半导体光催化技术实现了太阳能与化学能的转换。1976年carey等首次采用二氧化钛作为催化剂，光催化降解有毒的环境污染物--多氯联苯。太阳能光催化技术可以将太阳能转化为氢能，又可以将有机污染物进行光降解，同时解决了能源问题与环境问题。半导体光催化材料广泛应用于光催化技术，成为一个有潜力的开拓方向。

以半导体氧化物为光催化剂的多相光催化过程因具有在室温下反应、可直接利用太阳光、可将几乎全部有机污染物矿化以及无二次污染等特点被认为是一种理想的环境污染治理技术。由于光生电子与空穴容易复合，很大程度上影响了光催化剂的性能。降低光生电子-空穴的复合的方法到目前为止多种多样，z型结构因其可以有效阻止电子空穴的复合为我们的研究提供了一个重要的方向。

类比于自然界植物的光合作用，科学工作者定义了z型光催化反应。它包含两个光系统(光系统Ⅰ，Ⅱ)的光激发过程和一系列氧化还原中间体的转换。其电子传递过程类似于“z”型，故称为z型反应。绿色植物的z型光合作用为提高光催化效率提供了新思路，即通过两种不同光催化半导体材料的能级结构耦合，阻滞光生电子-空穴对的复合和逆反应的发生，提高对阳光的利用效率。z型结构光催化体系提出之后，首先在液相光催化反应中应用。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1）制备具有良好形貌的bivo₄: 利用常温沉淀法合成bivo₄,探讨反应物酸度ph（氨水体积）条件对其生长形貌的影响;实验流程如下：（见附件）

3. 研究计划与安排

第一周至第二周 查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需条件,确定方案，完成开题报告；

第三周至第八周 合成nio_x/bivo₄光催化剂并检测其性能；

第九周至第十四周 合成nio_x/bivo₄ -rgo-tio₂/pt复合新型光催化剂，进行表征并测定其是否有较好的稳定性；

4. 参考文献（12篇以上）

1. 王革华.新能源--人类的必然选择[m].北京:化学工业出版社，2009,20(20):79-80.

2. fujishima a. honda k.electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode [j]. nature 1972, 238(238):37-45.

3. carey j h. lawrence j. tosin hm. photo-dechlorination of pcb's in presence of titanium-dioxide in aqueoussuspensions [j]. bull. environ. contam. toxicol. 1976, 16(6):697-701.

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