1. 本选题研究的目的及意义
近年来，随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严峻，其中染料废水由于其成分复杂、色度高、难降解等特点，对生态环境和人类健康构成严重威胁。
因此，开发高效、环保的水处理技术刻不容缓。
本课题研究的目的是利用太阳能驱动光催化技术降解水体中的有机染料污染物，为解决水污染问题提供一种绿色可持续的途径。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，光催化技术作为一种新型的绿色环保技术，在环境污染治理领域受到了国内外学者的广泛关注。
其中，半导体光催化材料的研究是该领域的热点之一，g-C3N4和TiO2作为两种常见的半导体光催化材料，由于其独特的结构和优异的性能，已成为该领域的研究热点。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题的主要内容是制备类石墨相氮化碳(g-C3N4)及TiO2光催化剂，并研究其对甲基橙及亚甲基蓝的光催化降解性能，探讨其降解机理。
1. 主要内容
1.g-C3N4和TiO2光催化剂的制备a.采用热聚合法制备g-C3N4光催化剂，并通过控制反应温度、时间等条件优化其结构和性能b.采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂，并通过控制反应物浓度、pH值等条件优化其结构和性能2.g-C3N4/TiO2复合材料的制备a.采用水热法制备g-C3N4/TiO2复合材料，并通过控制反应温度、时间、原料比例等条件优化其结构和性能3.光催化剂的表征a.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)、比表面积及孔径分析(BET)等手段对制备的g-C3N4、TiO2及g-C3N4/TiO2复合材料进行表征，分析其结构、形貌、光吸收性能等4.光催化降解性能研究a.以甲基橙和亚甲基蓝为目标污染物，考察g-C3N4、TiO2及g-C3N4/TiO2复合材料的光催化降解性能，研究不同因素（如催化剂用量、染料浓度、pH值等）对降解效率的影响5.光催化降解机理探讨a.通过活性物种捕获实验、电子自旋共振(ESR)等手段研究g-C3N4、TiO2及g-C3N4/TiO2复合材料的光催化降解机理，探讨光生载流子的迁移路径和活性物种的作用机制
4. 研究的方法与步骤
本课题将采用实验研究与理论分析相结合的方法，首先通过文献调研，了解国内外关于g-C3N4和TiO2光催化剂的研究现状、最新进展以及存在的问题，确定本课题的研究方向和目标。
然后，根据研究目标，设计实验方案，制备g-C3N4和TiO2光催化剂以及g-C3N4/TiO2复合材料，并对其进行表征，分析其结构、形貌、光吸收性能等。
完成材料制备和表征后，将进行光催化降解实验，以甲基橙和亚甲基蓝为目标污染物，考察不同催化剂的降解性能，研究不同因素对降解效率的影响，并对实验数据进行分析，探讨光催化降解机理。
5. 研究的创新点
本课题的创新点在于：1.采用优化后的制备方法，合成具有高比表面积、合适形貌和光吸收性能的g-C3N4和TiO2光催化剂，提高其对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解效率。
2.探索g-C3N4/TiO2复合材料的制备方法，研究其光催化降解性能，分析复合材料的协同作用机制，为开发高效、稳定的光催化剂提供新的思路和方法。
3.通过活性物种捕获实验、电子自旋共振(ESR)等手段深入研究g-C3N4、TiO2及g-C3N4/TiO2复合材料的光催化降解机理，探讨光生载流子的迁移路径和活性物种的作用机制，为光催化技术的改进和优化提供理论依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1.张静,王亮,王心悦,等. g-C3N4/TiO2 S型异质结的构建及其光催化降解污染物的研究进展[J].材料导报,2021,35(17):17646-17657.
2.郭亚楠,刘江,张志峰,等. g-C3N4/TiO2复合光催化剂的制备及其光催化降解性能研究[J].功能材料,2020,51(12):12073-12080.
3.王俊杰,张志强,魏丽乔,等. BiOBr/g-C3N4异质结光催化剂的制备及其降解染料性能研究[J].功能材料,2021,52(03):3041-3047 3053.
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