光电催化降解水中有机污染物的研究的开题报告.docx

基于碳电极的电/光电催化降解水中有机污染物的研究的开题报告

一、选题背景

水污染已成为当今世界所面临的最大环境问题之一，其中有机污染物是水体中最重要的组分之一，可以对人类健康和环境造成极大的威胁。目前，传统的水处理技术在处理有机污染物方面存在一定的局限性，因此寻找更有效的处理方法成为了研究热点。

在这方面，电/光电催化技术因其具有高效、可控、环保等特点被越来越广泛地应用在水处理领域。碳材料是一种非常优秀的电/光电催化材料，其具有良好的可再生性、导电性、化学惰性等特点，能够提高催化效率，较好地应用于水处理领域。

二、研究目的

本研究旨在探究基于碳电极的电/光电催化技术在水中有机污染物去除方面的应用。具体目标包括：

1.制备高性能的碳电极，提高催化降解效率；

2.研究电/光电催化降解有机污染物的机理；

3.优化催化降解条件，提高催化效率；

4.比较电/光电催化与传统水处理技术的优缺点。

三、研究内容

1.碳电极的制备

采用炭黑、石墨烯等材料作为原料，通过多种方法制备电化学催化的碳电极，优化碳电极的物理结构和化学组成，提高其催化降解能力。

2.电/光电催化降解有机污染物

以苯酚为模拟废水，在不同条件（包括光照条件、电压等）下进行电/光电催化实验，研究催化降解过程中的反应动力学和产物的生成规律，并探究碳电极催化降解有机污染物的机理。

3.优化催化降解条件

通过调整反应条件和改变电极表面修饰等方法，提高碳电极的催化降解能力，寻求最佳的催化降解条件。

4.比较电/光电催化与传统水处理技术的优缺点

比较电/光电催化技术与传统水处理技术在降解有机污染物方面的优缺点，为工程应用提供参考。

四、研究意义

本研究通过探究基于碳电极的电/光电催化技术在水处理领域的应用，可以提高我们对水处理技术的认识，并为水处理技术的发展提供基础研究支持。此外，该研究具有一定的理论和实际应用价值，可以为相关行业提供可行的水处理技术方案。

五、研究方法

1.碳电极制备方法：燃烧法、化学剥离法等；

2.电/光电催化降解实验方法：电化学法、荧光光谱法等；

3.碳电极的表面修饰方法：原位沉积法、物理吸附法等；

4.结果分析：数据处理、统计分析方法。

六、预期成果

本研究预计从如下几个方面获得成果：

1.成功制备出高性能的碳电极；

2.探究了电/光电催化降解有机污染物的机理；

3.寻求出最佳的催化降解条件；

4.比较了电/光电催化与传统水处理技术的优缺点，为工程应用提供参考。