1. 本选题研究的目的及意义
近年来,能源危机和环境污染问题日益严峻,寻求清洁、可持续的能源已成为全球性的挑战。
氢能作为一种理想的绿色能源,具有能量密度高、燃烧产物无污染等优点,受到广泛关注。
利用太阳能光催化分解水制氢被认为是解决能源和环境问题的有效途径之一。
2. 本选题国内外研究状况综述
光催化分解水制氢技术的研究近年来取得了显著进展,其中,BiVO4和TiO2作为两种常见的半导体光催化材料,受到国内外研究者的广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在BiVO4和TiO2光催化剂的制备、改性及应用方面开展了大量研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将采用水热法、溶胶-凝胶法等方法制备Z型BiVO4/TiO2复合光催化剂,并系统研究其结构、形貌、光吸收性能和光催化分解水性能。
具体研究内容如下:1.Z型BiVO4/TiO2复合材料的制备及表征:采用不同方法制备Z型BiVO4/TiO2复合材料,并利用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)等技术对材料的结构、形貌、光吸收性能等进行表征。
2.Z型BiVO4/TiO2复合材料的光催化分解水性能研究:评估不同制备条件下Z型BiVO4/TiO2复合材料的光催化分解水活性,考察复合比例、制备方法、反应温度等因素对光催化性能的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法,具体步骤如下:1.文献调研:查阅国内外相关文献,了解Z型BiVO4/TiO2复合光催化剂的研究现状、制备方法、表征手段和性能评价方法,为本研究提供理论依据和实验指导。
2.材料制备:采用水热法、溶胶-凝胶法等方法制备不同形貌和组成的Z型BiVO4/TiO2复合光催化剂,并优化制备条件,获得具有优异光催化性能的材料。
3.材料表征:利用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)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对制备的Z型BiVO4/TiO2复合材料进行表征,分析其结构、形貌、组成、光吸收性能等。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.采用简单、高效的制备方法,制备出具有高比表面积、良好结晶性和可见光响应的Z型BiVO4/TiO2复合光催化剂。
2.系统研究了不同制备条件(如复合比例、制备方法、反应温度等)对Z型BiVO4/TiO2复合材料结构、形貌和光催化性能的影响规律,为制备高性能Z型BiVO4/TiO2复合光催化剂提供理论依据。
3.通过形貌调控、元素掺杂等改性手段,进一步提高Z型BiVO4/TiO2复合材料的光催化分解水性能,并探讨改性机制,为设计和制备高效的光催化分解水制氢材料提供新的思路。
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] 魏世强, 王玉, 马文龙. 可见光催化分解水研究进展[J]. 无机材料学报, 2018, 33(1): 1-18.
[2] 郭晓, 郑经堂, 张莉, 等. 光催化技术及其在环境净化中的应用[J]. 材料导报, 2018, 32(1): 116-124.
[3] 傅希贤, 董国君, 侯丽丽, 等. BiVO4基光催化材料研究进展[J]. 材料导报, 2018, 32(S1): 168-177.
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