纳米硫化锌复合物光催化还原二氧化碳的开题报告

壳聚糖/纳米硫化锌复合物光催化还原二氧化碳的开题报告题目：壳聚糖/纳米硫化锌复合物光催化还原二氧化碳背景和意义：随着化石燃料的使用和人口增长的不断加快，全球温室气体排放量不断增加，并导致全球变暖和气候变化。因此，找到并发展可持续、环保、低成本的能源替代品至关重要。其中一种有前途的能源来源是太阳能。生物光合作用将二氧化碳和水转化为有用的能量，而光催化还原二氧化碳可以利用太阳能将二氧化碳转化为有用的能源，如甲烷和甲醇等。纳米硫化锌是一种具有良好催化活性的半导体材料，可用于光催化还原二氧化碳。然而，纳米硫化锌存在不良的水稳定性和光稳定性。在此背景下，研究壳聚糖/纳米硫化锌复合物对光催化还原二氧化碳的催化活性的影响，具有广泛的应用前景。研究内容：本研究拟通过合成壳聚糖/纳米硫化锌复合物，并使用光催化反应器将其用于光催化还原二氧化碳。主要的研究内容包括：1.合成壳聚糖/纳米硫化锌复合物；2.测定壳聚糖/纳米硫化锌复合物的物理化学性质和光貌；3.测定壳聚糖/纳米硫化锌复合物光催化还原二氧化碳的反应动力学和催化活性；4.探究壳聚糖/纳米硫化锌复合物对光催化还原二氧化碳的催化机制；5.提高壳聚糖/纳米硫化锌复合物的光稳定性和催化活性。研究方法：1.合成壳聚糖/纳米硫化锌复合物：利用化学共沉淀法，将纳米硫化锌与壳聚糖混合后，在紫外线下进行复合反应。2.测定壳聚糖/纳米硫化锌复合物的物理化学性质和光貌：使用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和傅里叶红外光谱等技术对复合物进行表征和分析。3.测定壳聚糖/纳米硫化锌复合物光催化还原二氧化碳的反应动力学和催化活性：利用光催化反应器联合质谱仪、红外光谱仪等技术，对反应动力学和催化活性进行测定和分析。4.探究壳聚糖/纳米硫化锌复合物对光催化还原二氧化碳的催化机制：分析复合物在反应过程中的催化机制和反应产物，探究其催化还原二氧化碳的机理。预期成果：本研究旨在探究壳聚糖/纳米硫化锌复合物对光催化还原二氧碳的催化作用，重点研究复合物的催化机理。预期成果包括：1.成功合成壳聚糖/纳米硫化锌复合物；2.研究复合物对光催化还原二氧碳的催化活性和反应动力学；3.探究复合物在反应过程中的催化机制；4.提高复合物的光稳定性和催化活性；5.对壳聚糖/纳米硫化锌复合物在光催化还原二氧碳领域的应用前景进行初步探讨。参考文献：1.Kaur,M.;Makkar,K.;Gupta,D.R.,Chitosan/zincsulfidenanocomposites:areviewofthreedecadesofresearch.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules2019,127,241-257.2.Lei,H.;Deng,J.;Zhang,X.;Liu,Y.,HighlyefficientCdS/Chitosancompositesforphotocatalytichydrogenproductionundervisiblelight.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules2018,116,87-94.3.Han,X.;Zhang,B.;Wang,T.;He,X.;Luo,J.,HighefficientreductionofCO2toCObynanosizedZnScoupledwithN-dopedcarbonundervisiblelight.AppliedCatalysisB:Environmental2018,225,225-231.4.Karthikeyan,S.;Sathishkumar,M.;Arulshri,K.P.;Rajesh,M.,Synthesisandcharacterizationofg-C3N4/ZnSnanocompositeanditsphotocatalyticactivityforthedegradationofmalachitegreendye.EnvironmentalNanotechnology,Monitoring&Management2019,11.5.Liu,C.;Li,Y.;Zhang,L.;Zhang,W.;Yang,W.;Dai,H.,Self-dopingeffectinducingenhancedphotocatalyticactivit