基于石墨烯纳米光催化复合材料的制备与性能研究的开题报告.docx

基于石墨烯纳米光催化复合材料的制备与性能研究的开题报告 一、研究背景 石墨烯作为一种新型纳米材料，具有优异的电学、热学和力学性能，受到了广泛的关注和研究。同时，石墨烯的纳米尺度和大量的表面活性位点也使其成为优秀的光催化剂。然而，石墨烯本身光吸收能力较弱，导致在光催化反应中效果有限。为了提高石墨烯的光催化活性，需要将其与其他材料复合。 二、研究内容与目的 本研究立足于石墨烯纳米材料的优异性能，采用化学还原法制备石墨烯纳米光催化复合材料。通过改变复合材料的前驱体种类和比例，调控复合材料的结构形貌和光催化活性。同时，研究复合材料对染料降解和有机物氧化的光催化性能，并探究其催化机理。 三、研究方案和方法 1. 原料与试剂：石墨烯粉末、氯化铁、氯化亚铁、氯化亚锡、乙二胺等。 2. 制备方法：采用化学还原法，将石墨烯和不同的金属离子前驱体置于还原剂中，通过还原反应制备纳米光催化复合材料。 3. 表征方法：采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子光谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)等技术对催化剂进行形貌和结构表征。 4. 光催化性能测试：采用模拟阳光灯光源进行降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化实验，并记录反应过程中光谱变化。 四、研究意义和预期成果 本研究的意义在于制备出高性能的石墨烯纳米光催化复合材料，并探究其催化机理，为环境污染治理提供新思路和新方法。预期成果有：制备出具有优异催化性能的石墨烯纳米光催化复合材料；探究复合材料的催化机理，为光催化反应机理的研究提供新的样品；提高石墨烯的光催化应用性能，为环境净化和新能源开发提供技术支撑。