Co3O4/MXene复合光热材料的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前，较为成熟的海水淡化技术是蒸馏淡化和反渗透技术，并在世界各地广泛应用，但是此技术存在着能源消耗大、维护成本高等缺点。

太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，可以转换成多种形式加以利用。

光热转换作为其中一种，是将入射的太阳光收集起来并通过物质间的相互作用转换为热的方式。

2. 国内外研究现状分析

南京大学朱嘉教授【1】课题组通过对氧化石墨烯类光热材料进行微纳结构调控，实现了90%以上的光吸收率。

马里兰大学的胡良兵教授【2】课题组采用3d打印技术制备碳纳米管/氧化石墨烯宽带太阳能吸收器，可控构建了高孔隙率的多合一蒸发体结构。

此外，一些生物质碳材料同样也具有较好的光吸收特性。

3. 研究的基本内容与计划

2019.2.24-3.01 前言整理2019.3.02-4.20 材料制备2019.4.21-5.20 测试表证及数据分析2019.5.21-6.10 论文写作，修改1.纳米四氧化三钴/mxene的制备分别称取质量比例为1：10，10：1，1：1的mxene和乙酸钴，再加入80ml无水乙醇，经过超声粉碎30min，在80℃的水浴条件下不停搅拌8h，然后装入反应釜150℃下反应3小时。

反应取出后离心清洗，清洗结束后进行冷冻干燥，最后研磨得到氧化钴/mxene复合材料。

2.光热材料的表征与测试多角度系统考察多形貌纳米材料的化学组成、晶体结构、尺寸形貌、微观及界面结构、电学、光学等物理化学性质，总结制备方法及条件对纳米材料形成的影响规律，探讨材料结构与性能之间的内在关系。

4. 研究创新点

利用氧化钴纳米颗粒与二维层状材料的有效复合，利用不同材料组分的本征吸收特性及界面结构效应实现对太阳光谱的选择性吸收，实现有效抑制热辐射、提高吸收体表面的光热转换效率的目标。

利用MXenes表面官能团的静电驱动作用，使得金属阳离子吸附在纳米片表面，协助纳米氧化物沉积，为纳米过渡金属氧化物/MXenes纳米复合光热材料提供了新方法。