具有可见光响应的CuO/ZnO异质结材料的制备及光催化活性研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着工业化的快速发展，水体污染和能源短缺问题日益严峻，对人类的可持续发展构成严重威胁。

半导体光催化技术作为一种新型的绿色环保技术，利用太阳光驱动光催化剂降解污染物、产氢等，为解决上述问题提供了promising的解决方案。

本选题旨在开发一种新型、高效、稳定的可见光响应型cuo/zno异质结光催化材料，并探究其在降解有机污染物方面应用潜力，为环境污染治理和新能源开发提供理论依据和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，半导体光催化技术因其在环境污染治理和新能源开发方面的巨大潜力而备受关注。

其中，氧化物半导体材料因其稳定性高、成本低廉等优点而成为研究热点。

cuo和zno作为两种常见的氧化物半导体材料，都具有较好的光催化活性，但其本身也存在一些不足，如cuo的禁带宽度较窄，主要吸收紫外光，对太阳光的利用率低；而zno的光生电子-空穴对复合率较高，导致其光催化效率较低。

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、可控的化学方法制备具有可见光响应的cuo/zno异质结材料，并系统研究其结构、形貌、光学性质以及光催化降解有机污染物的性能。

具体研究内容包括：1.探索合适的制备方法，制备形貌、尺寸可控的cuo/zno异质结材料。

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：采用化学共沉淀法或水热法制备cuo/zno异质结材料。

通过控制反应物浓度、反应温度、反应时间、ph值等参数，调控材料的形貌、尺寸和组成。

2.材料表征：利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、紫外-可见漫反射光谱仪(uv-visdrs)等技术手段对制备的cuo/zno异质结材料进行表征，分析其物相结构、形貌尺寸、光吸收性质等。

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.制备方法的创新：本研究将探索新的制备方法，制备形貌、尺寸可控的cuo/zno异质结材料，以期提高材料的比表面积和活性位点数量，进而提高其光催化活性。

2.异质结构的构建：通过构建cuo/zno异质结构，可以有效促进光生电子-空穴对的分离，提高光量子效率，增强材料的可见光吸收能力，进而提高其光催化活性。

3.反应机理的深入研究：本研究将结合多种表征手段，深入探讨cuo/zno异质结材料光催化降解有机污染物的反应机理，分析光催化过程中活性物种的种类和作用机制，为进一步优化材料性能和设计新型光催化剂提供理论指导。

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] 张莉,陈晓,王成国,等.异质结光催化剂研究进展[j].化学进展,2018,30(07):991-1004.

[2] 刘守新,刘健,陈春,等.纳米二氧化钛光催化材料的改性及应用研究进展[j].材料导报,2016,30(12):102-109.

[3] 李晓娥,张丽,王英杰,等.zno基光催化材料的研究进展[j].无机材料学报,2017,32(01):13-24.