1. 研究目的与意义
1、研究现状及发展趋势
在众多光催化材料中,纳米TiO2价廉、无毒、化学性质稳定，具有广阔应用前景，而g-C3N4由于其具有良好的热稳定性和化学稳定性、较强的疏水性、易于进行化学修饰等优点，在材料、催化、吸附分离等诸多领域得到了广泛的应用[1]。TiO2是一种n型半导体，催化活性高、降解有机污染物选择性低，但是受其禁带宽度的影响，只能吸收紫外光，不能有效利用太阳能。且由于g-C3N4存在自身比表面积较小和光生载流子易复合等缺陷，造成其光催化效率仍较低，可通过提高g-C3N4的比表面积、将其与TiO2复合形成异质结，可以有效地提高光催化剂对光生载流子的分离效率和表面反应物的迁移速度，进而提高光催化剂的反应活性[2]。且可以通过表面调控、掺杂、复合等方式对g-C3N4进行改性，可以有效解决其吸附效率较低、光生电子-空穴复合率较高等缺陷,进而提高材料的吸附和光催化性能[3]。
目前,为了提高g-C3N4光催化性能,多采用金属或非金属元素掺杂、与其他物质形成异质结、与其他半导体材料进行共聚合等方式。其中，共聚合有利于调节g-C3N4内部电子结构，促进g-C3N4光生载流子的分离与迁移，而且具有高度离域的π-π*共轭结构的导电聚合物更适合与g-C3N4进行共聚合，从而进一步提高g-C3N4的光催化性能[4]。同时结合不同制备工艺，如选择不同的前体，采用介孔材料作为催化剂载体，改变制备过程中的加热方式（控制升温速率、煅烧温度和时长），可以使g-C3N4的光催化活性进一步提高[5]。
2. 研究内容和问题
1、基本内容
1制备TiO2、g-C3N4以及TiO2/g-C3N4复合材料
2对TiO2/g-C3N4复合材料进行表征
3. 设计方案和技术路线
1、研究方法
1TiO2的制备
取5ml钛酸丁酯与16 ml乙醇倒入烧杯A中混合，磁力搅拌30 min；取35 ml无水乙醇、5ml超纯水、0.9 ml醋酸与0.05 g十二烷基苯磺酸钠注入烧杯B混合后与烧杯A中的溶液混合，并搅拌1h使两种混合溶液均匀复合，形成乳白色溶液；随即移入反应釜在150℃高温下反应12 h。取出冷却后用乙醇清洗3次再用水冲洗2次；最后放入烘箱内70℃烘干两天。
4. 研究的条件和基础
1、实验前查阅资料且对研究内容进行过初步了解；
2、课题室具有所需的仪器和设备。
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