新型类石墨烯材料MXene的量子点的设计及其光催化性能研究开题报告

 2024-06-16 11:39:54

1. 本选题研究的目的及意义

近年来,随着全球工业化的快速发展,环境污染和能源短缺问题日益严峻,寻求高效、环保的新型能源和污染治理技术迫在眉睫。

半导体光催化技术利用太阳光驱动光催化剂降解污染物或进行能源转化,为解决上述问题提供了绿色可持续的途径,受到了广泛关注。


MXene作为一种新型二维材料家族,凭借其独特的物理化学性质,例如可调节的电子结构、优异的导电性、丰富的表面官能团和良好的亲水性等,在光催化领域展现出巨大的应用潜力,并引起了研究者们的广泛关注。

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2. 本选题国内外研究状况综述

MXene量子点作为一种新兴的纳米材料,近年来在光催化领域展现出巨大的潜力,成为国内外研究的热点之一。

1. 国内研究现状

国内学者在MXene基光催化材料的研究方面取得了一系列重要进展。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以新型类石墨烯材料MXene为基础,设计和制备MXene量子点,并对其光催化性能进行研究。

1. 主要内容

1.MXene量子点的设计与制备:-研究不同MXene材料的制备方法,选择合适的MXene前驱体材料。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论模拟相结合的方法,具体步骤如下:1.MXene量子点的制备:采用合适的化学或物理方法制备MXene量子点,并通过控制实验条件,例如反应时间、温度、pH值等,调控MXene量子点的尺寸、形貌和表面性质。

2.MXene量子点的表征:利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等技术手段对制备的MXene量子点进行表征,确定其形貌、结构、组成和光学性质。

3.MXene量子点光催化性能测试:以典型有机污染物为目标降解物,构建光催化反应体系,评估MXene量子点的光催化降解性能,并考察不同因素对MXene量子点光催化性能的影响,例如量子点尺寸、形貌、表面性质、光照条件等。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.采用新颖的制备方法,可控制备具有特定尺寸、形貌和表面性质的MXene量子点,为MXene量子点在光催化领域的应用提供材料基础。

2.系统研究MXene量子点的尺寸、形貌、表面性质与其光催化性能之间的构效关系,揭示MXene量子点光催化活性的影响因素,为设计和制备高效MXene基光催化剂提供理论指导。

3.深入探究MXene量子点光催化反应机理,为开发新型高效光催化材料提供科学依据。

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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

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 朱永法, 张玲. MXene材料的制备及其光催化应用[J]. 无机材料学报, 2017, 32(1): 1-12.

[2] 高立波, 孙硕, 乔培, 等. MXene材料的制备、性质及其应用研究进展[J]. 化学进展, 2018, 30(11): 1647-1661.

[3] 张晓东, 王利, 陈晓红, 等. 二维过渡金属碳化物、氮化物(MXenes)的制备与电化学储能应用[J]. 化学学报, 2017, 75(1): 1-14.

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