1. 本选题研究的目的及意义
近年来,能源短缺和环境污染问题日益严峻,光催化技术作为一种利用太阳能进行环境污染治理的绿色技术,引起了研究者的广泛关注。
光催化技术利用半导体材料吸收太阳光产生光生电子和空穴,进而引发氧化还原反应,降解污染物。
在众多光催化材料中,钒酸铋(BiVO4)由于其可见光响应范围广、无毒无害等优点,被认为是一种极具潜力的光催化材料。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,国内外学者在BiVO4光催化材料的制备、改性以及应用方面开展了大量研究,并取得了丰硕的成果。
1. 国内研究现状
国内学者在BiVO4基光催化材料的制备、改性及应用方面做了大量研究,并取得了显著成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以提高BiVO4光催化活性为目标,以FeOOH为主要改性材料,制备FeOOH选择性修饰的单晶BiVO4复合光催化材料,并探究其光催化降解有机污染物的性能和机理。
具体研究内容如下:
1.单晶BiVO4的制备:采用水热法合成形貌规整、分散性良好的单晶BiVO4纳米材料,并通过XRD、SEM等手段对材料的晶体结构和形貌进行表征。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用水热法合成单晶BiVO4,并通过浸渍法将FeOOH选择性地负载在BiVO4表面,制备FeOOH/BiVO4复合材料。
具体步骤如下:
1.单晶BiVO4的制备:将一定量的Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3溶解在去离子水中,加入适量NaOH调节pH值,搅拌均匀后转移至反应釜中,在一定温度下水热反应一段时间。
反应结束后,自然冷却至室温,将所得产物离心洗涤、干燥,得到单晶BiVO4粉末。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.采用选择性修饰的方法,将FeOOH精准地负载在BiVO4的特定晶面上,构建了具有高效界面电荷分离效率的FeOOH/BiVO4异质结光催化材料。
2.系统研究了FeOOH选择性修饰对BiVO4光催化性能的影响,揭示了FeOOH/BiVO4异质结的形成机制以及FeOOH作为空穴助剂促进光催化反应的机理。
3.为开发高效、稳定的BiVO4基光催化材料,以及利用太阳能进行环境污染治理提供了一种新的思路和方法。
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] 张莉,王静,王鹏,等. BiVO4光催化剂的改性研究进展[J]. 人工晶体学报, 2022, 51(11): 2053-2065.
[2] 李亚光,李雪静,张瑞,等. BiVO4基光催化剂的改性及其光催化降解有机污染物研究进展[J]. 化学研究与应用, 2022, 34(08): 1389-1401.
[3] 郭亚楠,张香,刘起. BiVO4光催化材料的制备及其改性研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(19): 18511-18520.
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