1. 研究目的与意义
中国是世界最大稀土资源国，但国内稀土行业却面临创新技术缺失、产品科技含量低、国际竞争力弱，但催化化学一直是研究领域的一大热点，其关键在于将新生的微纳米材料运用到一系列的化学变化研究中。近年来，科研人员对纳米材料形貌的可控合成及其催化活性方面的研究进行了大量的实验探究，在获得形貌规整、粒径均匀的微纳米粉体基础上，使其独特的形貌效应、结构效应在实际技术中得到应用，一直是各研究领域的重要研究方向。而复合多级结构作为纳米材料的一种经典构型深受关注。国康宁公司最先开展了将纳米氧化铈材料用于汽车尾气三效催化剂材料的研究工作，但仅局限于一般纳米颗粒，未涉及介孔材料，而实际应用也仅处于初期阶段。目前在国内市场上用于有机污水治理的主要是吸附材料，如活性碳、大孔树脂等，其缺点是重复利用率低，如能用介孔氧化铈基稀土材料替代部分吸附材料，通过材料的吸附和催化协同作用提高对有机废水的处理效果，而在将材料简单重生后，又能进行重复使用，这将为企业节省大量成本。
2. 研究内容与预期目标
利用氧化铜与氧化铈复合掺杂，获得氧化铜/氧化铈复合材料，从而利用铜离子的掺杂提高氧化铈材料的光催化能力。
以硝酸铈为铈源，硝酸铜位铜源，通过生物模板法，制得氧化铜/氧化铈复合光催化剂。采用N2脱吸附仪测试材料的比表面积和孔径分布，X射线衍射仪（XRD）测试样品物相，利用TEM透射电镜观察材料的组成，并对比其光催化能力。
3. 研究方法与步骤
1.制备：取适量的生物模板，将其浸渍于50%乙醇水溶液中进行超声清洗,每隔20 min换一下乙醇溶液，反复5次之后，加入少许盐酸调节溶液的pH至3左右，静置 24 h后取出模板，用去离子水反复清洗至中性，单层的放入培养皿中，在常温下晾半干再放入烘箱中30 ℃烘干备用。称取预处理过的2.0 g的模板，并用100乙醇水溶液溶解硝酸铈和硝酸铜配成溶液，把称量好的花瓣加入上述溶液，在室温下反应4 h后用蒸馏水洗涤至中性后抽滤，反复3次抽滤后，再用无水乙醇清洗2-3次，于室温下晾干。硝酸铈和硝酸铜的总浓度为0.1mol/L，硝酸铈/硝酸铜的摩尔比分别为10:0，9:1，8:2，3:8，1:9，0:10。将样品晾干后放入煅烧炉中，以2 ℃/min速率加热，达到550 ℃，保温2 h，即可生成纳米薄片状的CeO2。
2. 表征：扫描电镜主要观察材料的形貌，网状空心管及管壁的特征。使用日本日立公司生产的型号为S-4800型场发射扫描电子显微镜（FESEM）来观察样品的形貌。采用Bruker公司生产的D8 Focus X-射线衍射仪(XRD)分析样品的物相结构。 比表面(BET)、孔径分布与脱吸附曲线(BJH)的测定采用氮气吸附的方法，利用ASAP-2010C型吸附仪进行测试。透射电镜是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，用来观察颗粒的大小。用JEOL公司产的JEM2010透射电镜(TEM)工作电压为200KV，观察粒子的形貌。
4. 参考文献
[1] Triki M, Ksibi Z, Ghorbel A, Medina F. Preparation and characterization of CeO2-TiO2 support for Ru catalysis: Application in CWAO of p-hydroxybenzoic acid [J]. Microporous Mesoporous Mater, 2009, 117: 431-435.[2] Arslan-Alaton I, Ferry J L. Application of polyoxotungstates as environmental catalysts: wet air oxidation of acid dye Orange II [J]. Dyes Pigments, 2002, 54: 25-36.[3] Zhang D S, Fua H X. Carbon nanotube assisted synthesis of CeO2 nanotubes [J]. J Solid State Chem, 2007, 180: 654-660.[4] Wang Y J, Ma J M, Luo M F, Fang P, He M. Preparation of high-surface area nano- CeO2 by template-assisted precipitation method [J]. J Rare Earths, 2007, 25(1): 58-62.[5] Kamata K, Lu Y, Xia Y. Synthesis and Characterization of Monodispersed Core-Shell Spherical Colloids with Movable Cores [J]. J Am Chem Soc, 2003, 125: 2384-2385.[6] Tiemann M. Repeated templating [J]. Chem Mater, 2008, 20: 961-971.[7] Kondo Y, Yoshikawa H, Awaga K, Murayama M, Mori T, Sunada K, Bandow S, Lijima S. Preparation, photocatalytic activities, and dye-Sensitized solar-cell performance of submicron Scale TiO2 hollow spheres [J]. Langmuir, 2008, 24(2): 547-550.[8] Terrible D, Trovarelli A, Leitenburg C. Unusual oxygen storage/redox behavior of high-surface-area ceria prepared by a surfactant-assisted route. Chem Mater, 1997, 9:2676-2678.[9] Lyons D M, Ryan K M, Morris M A. Preparation of ordered mesoporous ceria with enhanced thermal stability [J].J Mater Chem, 2002, 12: 1207-1212.[10] Ji P F, Zhang J L, Chen F, Anpo M. Ordered Mesoporous CeO2 Synthesized by Nanocasting from Cubic Ia3d Mesoporous MCM-48 Silica: Formation, Characterization and Photocatalytic Activity [J].J Phys Chem C, 2008, 112: 17809–17813.[11] Li, X Z, Ni C Y, Chen F, Lu X W, Chen Z G. Mesoporous mesocrystal Ce1#8722;xZrxO2 with enhanced catalytic property for CO conversion [J]. J Solid State Chem, 2009, 182(8): 2185-2190.[12] Li X Z, Chen F, Lu X W, Ni C Y, Chen Z G. Modified-EISA synthesis of mesoporous high-surface area CeO2 and catalytic property for CO oxidation [J]. Journal of Rare Earths, 2009, 27(6): 943-947.[13] 钱君超，陈丰，钱前，赵晓兵，陈志刚. 生物鸡蛋内膜结构氧化铈材料的合成与表征 [J]. 高等学校化学学报，2010,31(12):1-4.[14] 赵晓兵，钱前，陈志刚. 类叶茎形态的多孔结构氧化铈的仿生制备及表征 [J]. 硅酸盐学报, 2011, 39(2): 262-267.[15] Singh P, Hegde M S. Controlled synthesis of nanocrystalline CeO2 and Ce1-xMxO2-δ (M=Zr, Y, Ti, Pr and Fe) solid solutions by the hydrothermal method: structure and oxygen storage capacity [J]. J Solid State Chem, 2008, 181: 3248-3256.[16] Reddy B M, Katta L, Thrimurthulu G. Novel Nanocrystalline Ce1-xLaxO2-δ(x=0.2) Solid Solut Structural Characteristics and Catalytic Performance [J]. Chem Mater, 2010, 22: 467-475. [17] Mori T , Drennan J , Wang Y R . Influence of nano-structure on electrolytic properties in CeO2 based system [J]. J Therm Anal Calorim, 2002, 70: 309-319.
5. 工作计划
一、2022.11.7-2022.3.15
阅读文献，完成文献综述和开题报告。
二、2022.3.16-2022.4.15
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
