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g-C3D4基复合光催化剂的制备及其性能研究开题报告

一、研究背景和意义

随着环境污染问题日趋严重，光催化技术已成为一种有效的污染治理手段。然而传统的光催化材料如TiO2、ZnO等存在短波长光利用率低、光催化活性低等缺点。因此，开发高效的复合光催化剂对于光催化技术的发展具有重要意义。

近年来，石墨烯及其衍生物成为了研究热点。其优异的导电性、导热性、机械强度以及化学稳定性等特性，使其成为一种重要的光催化剂载体。同时，采用其他半导体材料与石墨烯复合，可以形成具有协同作用的复合光催化剂，提高光催化活性。

因此，本研究旨在制备一种基于石墨烯和g-C3D4的复合光催化剂，并探究其光催化性能，为开发高效的光催化材料提供一种新途径。

二、研究内容和目标

1.制备g-C3D4和石墨烯的复合材料；

2.对复合材料进行表征，包括结构、形貌、光学及电学性质等；

3.考察不同光条件下，复合光催化剂对染料废水的降解效果，研究其光催化性能；

4.探究不同因素对复合光催化剂性能的影响，如g-C3D4和石墨烯的摩尔比、光源功率等；

5.优化复合光催化剂的性能，提高其光催化活性。

三、研究方法和步骤

1.制备g-C3D4和石墨烯的复合材料，采用水热法、共沉淀法等方法；

2.对复合材料进行表征，采用SEM、TEM、XRD、UV-vis等技术；

3.考察不同光作用时间、光强度对复合光催化剂降解染料的影响；

4.探究不同比例的g-C3D4和石墨烯、不同光源功率对复合光催化剂性能的影响；

5.优化复合光催化剂性能，以提高其光催化活性。

四、预期结果和意义

本研究预期能够制备出一种基于g-C3D4和石墨烯的复合光催化剂，并明确其光催化性能。通过探究不同因素对复合光催化剂性能的影响，优化复合光催化剂的配比，进一步提高其光催化活性。

与传统的光催化剂相比，基于石墨烯和g-C3D4的复合光催化剂具有更高的光催化活性和稳定性，有望应用于废水处理、空气净化等领域。