绿色法制备氧化亚铜及其光催化性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着工业发展，大量污染物不断进入水体，给人类生存环境带来了极大的危害，消除水中有机污染物是人类面临的重大挑战，传统的污水处理方法对有机污染物的矿化能力较差，不能有效处理废水，随着新材料和新技术的不断涌现，出现了许多新型的水处理方法，其中半导体光催化剂用于有机污染物的降解成为当前的研究热点。目前,寻找开发新型的、高效的、可见光利用效率高的纳米半导体光催化剂,已成为半导体光催化氧化法治理环境污染问题的关键技术。

氧化亚铜（cu₂o）是一种典型的 p- 型半导体材料，禁带宽度约为2.2ev，同时，cu₂也是一种稳定性很好的半导体光催化剂，可以被波长为 400~800 nm 的可见光激发。大量的实验表明,多晶态的cu₂o可反复使用，而不会被还原为cu(0)或氧化成cu(ii),即稳定性很好。cu₂o目前已逐渐显示其重要性,除在石油化工催化及船舶防污涂料中有大量应用外，由于它的量子尺寸效应，其具有特殊的光学、电学和光电化学性质，如在甲醇燃料电池中体现的阳极催化性能(代替pt)、太阳能电池研究中的可见光催化性能、新奇的机械催化性能、可见光下分解水产氢和降解有机废水的光催化性能等。目前尽管制备氧化亚铜的方法比较多,但很少得到粒径均一、性能稳定的氧化亚铜,同时多数制备方法比较繁琐复杂。

众所周知，催化剂的催化性能取决于催化剂表面的结构(暴露晶面)。因此，具有特定暴露晶面的催化剂可作为理想模型，用来研究催化反应中的“构效关系”。氧化亚铜(cu₂o)是一种重要的半导体材料,近年来关于其形貌可控合成及催化反应的研究的相关报道日益増多。有研究表明cu₂o的催化性能与其表

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以硫酸铜等铜离子盐、油酸等有机活性剂、乙醇、氢氧化钠、葡萄糖（抗坏血酸）等还原剂和赖氨酸为原料，采用水浴加热合成cu₂o。并通过调节ph值、反应温度等因素，制备各种形貌的cu₂o纳米晶粒。

材料表征：对cu₂o纳米晶粒材料进行结构表征、光催化性能和电化学性能测试，通过xrd、sem、xps、红外等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析，并采用循环伏安(cv)、恒流充放电(et)等电化学测试技术对其电容性能进行了系统评估。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定实验方案，了解试验仪器和设备，完成开题报告。

第3-4周：学习使用实验仪器和设备，并逐步开始制备样品。

第5-12周：进行相关实验的制备和实验结果的分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 1.刘儒平,刘 佳,王 恬,张 驰,孙志成,陈琳婷,刘江浩. cu₂o 纳米晶的合成及光催化性能研究. 信息记录材料, 2015, 16(1): 28-32

[2] 2.钱红梅,李燕,郝成伟. 纳米cu₂o粉体的室温固相合成及其光催化性能. 半导体光电, 2008, 29(6):913-915

[3] 3.建华,何轶奕,许家胜. 氧化亚铜微纳米晶体形貌控制合成的研究进展. 材料导报，2013, 27(4): 31-36