g-C3N4复合光催化剂光催化性能研究及用于降解水中双酚A开题报告

全文总字数：1280字

1. 研究目的与意义

目的:（1）了解光催化的作用原理，发展原理以及各种光催化材料

（2）明确石墨烯基tio2复合光催化剂对水中双酚a的降解作用

（3）掌握石墨烯基tio2复合光催化剂的制备方法和环境治理领域的应用

2. 国内外研究现状分析

近年来,全球面临能源危机和环境污染的严峻挑战。光催化技术就是在这样的背景下从20 世纪70 年代逐步发展起来的一门新兴环保技术。光催化学科是催化化学、光电化学、半导体物理、材料科学和环境科学等多学科交叉的新兴研究领域。光催化剂的研究应用一旦获得突破，将可以使环境和能源这两个二十一世纪人类面临的重大生存问题得以解决。利用太阳能光催化分解水制氢H2O→H2 O2 彻底解决能源问题。利用环境光催化C6H6 7O2→6CO2 3H2O 彻底解决污染问题光催化以其室温深度反应和可直接利用太阳光作为光源来驱动反应等独特性能而成为一种理想的环境污染治理技术和洁生产技术。近年来，TiO2作为光催化的重要载体具有无毒性、成本低廉、高选择性、化学性能稳定、抗腐蚀性、强氧化还原性等优点而备受青睐。但是，在应用的过程中同样揭露了TiO2的很多不足之处。比如TiO2激发后产生的空穴和电子容易复合，导致光催化活性下降TiO2 带隙宽, 太阳光利用率及光量子效率较低等等，所以TiO2投入实际应用前必须要改性。采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合等多种方法，制备出了一系列新型非二氧化钛系或二氧化钛基可见光光催化材料，这些材料大大增强了催化剂的活性。氧化石墨烯是一种石墨烯的衍生物，是氧化石墨发生剥离形成的氧化石墨烯单片。石墨烯具有比表面积大，电子迁移率高，透光性好和吸附能力强等众多优异的性能，是理想的光催化剂载体，TiO2 光催化剂具有氧化能力强，廉价无毒害，物理与化学性质稳定等优点，研究者们已经证实了在半导体催化剂中引入石墨烯能够提高其光催化活性。石墨烯基二氧化钛作为当前光催化领域的最新材料，具有广阔的研究前景。

3. 研究的基本内容与计划

描述光催化的作用原理，并讨论石墨烯含量、pH值、复合材料投料量、染料溶液浓度等因素对于含双酚A的溶液降解效率和效果的影响，并得到最佳的催化材料和降解条件。探究光催化降解双酚A的效果。基于现在的研究和技术，通过水热法制备磁性可分离rGO/TiO2光催化剂复合材料，并在紫外线照射下降解双酚A。

4. 研究创新点

为了有机废水的治理对光催化技术进行研究，并研究不同影响因素下rGO/TiO2复合光催化剂的降解效果。采用水热法制备这类光催化剂。