助剂Cu2(OH)PO4和石墨烯协同增强TiO2光催化制氢性能的研究开题报告

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清洁能源，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技术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

近年来，国内外学者在tio2光催化剂的改性方面进行了大量的研究，并取得了一些进展。

其中，cu2(oh)po4和石墨烯作为两种新型的助剂材料，在提升tio2光催化性能方面展现出巨大潜力。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.制备cu2(oh)po4/tio2、石墨烯/tio2和cu2(oh)po4/石墨烯/tio2三种复合材料，并通过xrd、sem、tem、xps、uv-visdrs等手段对其进行表征，分析其结构、形貌、光吸收性能等。

2.对三种复合材料进行光催化制氢性能测试，考察cu2(oh)po4和石墨烯的添加量、光照时间等因素对光催化活性的影响。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用溶胶-凝胶法、水热法等方法制备cu2(oh)po4/tio2、石墨烯/tio2和cu2(oh)po4/石墨烯/tio2三种复合材料。

具体步骤如下：1.tio2纳米颗粒的制备：采用溶胶-凝胶法制备tio2纳米颗粒，将钛酸丁酯溶于无水乙醇中，加入适量冰醋酸和去离子水，搅拌均匀后形成溶胶，经陈化、干燥、研磨、煅烧得到tio2纳米颗粒。

2.cu2(oh)po4/tio2复合材料的制备：采用水热法将cu2(oh)po4负载到tio2纳米颗粒表面，将一定量的cu(no3)2·3h2o和na2hpo4溶于去离子水中，加入tio2纳米颗粒，超声分散后转移至高压反应釜中，在一定温度下反应一段时间，自然冷却至室温后，离心收集沉淀，用去离子水和无水乙醇洗涤数次，干燥后得到cu2(oh)po4/tio2复合材料。

5. 研究的创新点

1.首次将cu2(oh)po4和石墨烯同时作为助剂应用于tio2光催化剂的制备，并系统研究了其协同增强tio2光催化制氢性能的机制。

2.探索了一种简单、高效、可控的cu2(oh)po4/石墨烯/tio2复合材料的制备方法，为设计和开发新型高效光催化剂提供新思路。

3.通过深入研究cu2(oh)po4和石墨烯对tio2光催化性能的影响，揭示了其协同作用机制，为光催化技术的进一步发展提供理论依据。

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]郭文静,王欢,张敏,等.石墨烯/二氧化钛复合材料光催化降解水中抗生素的研究进展[j].环境科学与技术,2020,43(s1):242-247,253.

[2]李亚光,高红,陈吉,等.可见光响应型磷酸铜光催化剂的制备及其性能研究进展[j].材料导报,2020,34(13):12627-12633,12640.

[3]郭晓琳,张文,张中月,等.二氧化钛光催化剂改性及其光催化降解气态污染物研究进展[j].材料导报,2019,33(s1):188-192.