Ag2WO4/g-C3N4复合光催化材料的制备及其光催化活性开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

半导体光催化技术是一种将太阳光转化为化学能的绿色技术。它可以用于分解水制氢、还原温室气体co2和降解有机污染物等，在解决环境污染和能源短缺方面具有广阔的应用前景。传统的光催化剂如tio2、cds等经过大量研究已经具有可观的光催化活性，但它们都有各自的不足之处。例如，tio2由于其禁带宽度较大，只能被仅占太阳光能量约4%的紫外光激发；cds虽然能被占太阳光能量约46%的可见光激发，但它具有一定的毒性。

自2009年王心晨等人发现石墨相氮化碳（g-c3n4）具有分解水制氢的光催化活性以来，g-c3n4作为一种新型的半导体光催化剂引起了人们广泛的关注和研究。这种由c、n、h三种元素构成的化合物，合成方法简单，通过煅烧廉价的尿素、硫脲、二氰二胺或三聚氰胺即可制得。它的禁带宽度约为2.7ev，具有可见光响应。同时，它还具有无毒性、耐酸耐碱、耐腐蚀性等优点。目前已有大量报道将g-c3n4用于分解水制氢、还原co2和降解有机污染物。

然而，由于比表面积小、光生电子空穴对的复合率高等缺点，通过简单煅烧得到的g-c3n4的光催化活性仍然较低，远远达不到实际应用的要求。经过各国科研人员多年的探索和研究，目前已开发了多种方法来对g-c3n4进行改性。这些方法包括金属元素（如li）掺杂、非金属元素（如s、c、p）掺杂、沉积贵金属（如au、pt、pd、ag）、复合半导体、酸（如硝酸、盐酸、醋酸、硫酸）处理原料、酸（如硫酸）处理g-c3n4、混合原料（如三聚氰胺与氯化铵）煅烧、二次煅烧、液相（如水、异丙醇）超声剥离等。其中，构建复合半导体是一种借助两种半导体合适的价带导带位置来促进光生电子空穴对分离，进而提高光催化活性的方法。常见的用来与g-c3n4形成复合物的半导体有金属氧化物（如tio2、cu2o）、硫化物（如cds、in2s3）和卤化物（如agcl）等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）材料制备：采用高温煅烧和离子共沉淀法制备g-c3n4/ag2wo4复合光催化材料。

（2）材料表征：采用材料分析与测试技术对样品进行表征，具体包括x射线衍射、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱、场发射扫描电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和氮气吸附–脱附等温线等。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定实验方案，完成开题报告。

第4-7周：根据既定的实验内容与实验方案进行实验，制备g-c3n4/ag2wo4复合光催化材料。查阅与实验内容相关的文献资料，完成5000字的外文文献翻译。

第8-10周：采用现代材料测试分析技术对制备的g-c3n4/ag2wo4样品进行光催化降解性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]j.jiang,etal.,au/ptonanoparticle-modifiedg-c3n4forplasmon-enhancedphotocatalytichydrogenevolutionundervisiblelight,journalofcolloidandinterfacescience461(2016)56-63.

[2]j.yu,etal.,enhancedphotocatalyticperformanceofdirectz-schemeg-c3n4–tio2photocatalystsforthedecompositionofformaldehydeinair,physicalchemistrychemicalphysics15(2013)16883-16890.

[3]q.xiang,etal.,preparationandenhancedvisible-lightphotocatalytich2-productionactivityofgraphene/c3n4composites,thejournalofphysicalchemistryc115(2011)7355-7363.