石墨相氮化碳/红磷异质结的制备及光催化制氢研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源需求的不断增长和传统化石能源带来的环境问题日益严峻，开发清洁、可持续的新能源已成为全球共识。

氢能作为一种理想的能源载体，具有能量密度高、燃烧产物清洁等优点，被认为是未来最具潜力的清洁能源之一。

光催化制氢技术利用太阳能将水分解成氢气和氧气，具有绿色环保、成本低廉等优势，近年来受到广泛关注。

2. 本选题国内外研究状况综述

光催化技术作为一种新型的能源转换技术，近年来受到国内外学者的广泛关注。

其中，石墨相氮化碳和红磷作为两种具有潜力的光催化材料，在光催化制氢领域展现出巨大的应用前景。

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

本研究将采用简单易行的方法合成石墨相氮化碳/红磷异质结光催化剂，并系统研究其光催化制氢性能。

1.材料制备：首先，通过热聚合法制备石墨相氮化碳纳米片。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.材料制备阶段：首先查阅相关文献，了解石墨相氮化碳和红磷基光催化剂的制备方法，并在已有研究的基础上进行改进和优化。

采用热聚合法制备石墨相氮化碳，并通过溶剂热法或原位生长法将红磷与石墨相氮化碳复合，制备石墨相氮化碳/红磷异质结光催化剂。

在材料制备过程中，严格控制反应温度、时间、ph值等条件，并对不同制备条件下得到的材料进行性能比较，筛选出最佳的制备条件。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.合理设计并制备了新型的石墨相氮化碳/红磷异质结光催化剂，该异质结能够有效促进光生载流子的分离和传输，提高光催化效率。

2.通过对异质结的结构和形貌进行调控，优化了材料的光吸收性能和催化活性，实现了高效的光催化制氢。

3.深入研究了石墨相氮化碳/红磷异质结光催化制氢反应机理，为开发新型高效的光催化剂提供了理论依据。

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] 王心怡, 张莉, 王宏, 等. 石墨相氮化碳/磷化铜复合光催化剂的制备及其光催化降解污染物的性能[j]. 无机材料学报, 2018, 33(1): 85-92.

[2] 李亚光, 刘守新, 陈俊涛, 等. 二维纳米材料在光催化制氢领域的应用[j]. 化学进展, 2018, 30(9): 1345-1358.

[3] 刘畅, 张青红, 李亚栋. 光催化制氢的研究进展[j]. 物理化学学报, 2019, 35(1): 12-26.