开题报告模板 (196).docx

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1、贵州师范学院本科毕业论文（设计）开题报告书论 文 题 目纳米材料光催化二氧化碳转化的研究进程作 者 姓 名学号年级所属学院专业班级指导教师姓名职称预计字数题目性质日期年 月 日选题的原由：1）选题的理论、实际意义当今世界能源短缺和环境污染问题越来越突出。二氧化碳是一种潜在的储量丰富的碳资源，利用二氧化碳可以通过还原的途径获得甲烷、甲醇等一系列用途十分广泛的化工用品。如果能实现二氧化碳的有效利用，不但将可以减少石油天然气等化石资源的依赖和利用程度，还能够减少大气中二氧化碳的含量，减小温室效应等由二氧化碳引发的环境污染问题，具备显著的经济、环境双重有益效应1-3。然而，由于二氧化碳的化学稳定性十分

2、强大，非常不容易被还原利用。基于直接利用太阳能的考虑，光催化二氧化碳的纳米催化剂体系成为当前的研究热点。纳米光催化体系是指能够利用太阳光，在紫外以及可见区域光的辐射下可以降解化学物质或有效抑制甚至杀死细菌，功能类似半导体材料、具有催化性能的一大类纳米材料。通过近几十年来，尤其是近一段时间的快速发展，光催化还原二氧化碳的纳米催化材料蓬勃发展，各种各样的光催化纳米材料如雨后春笋般的涌现出来，然而，还缺乏对各个纳米催化体系的特点及其光催化活性系统性的研究和评述。因此迫切需要展开此类研究，为进一步开发高效光催化纳米材料提供有价值的参考与借鉴。 2）国内外研究动态以及存在的问题自上世纪七八十年代起，国内

3、外的许多科学家们就发现许多半导体材料，如二氧化钛、氧化锌、硫化镉、磷化镓等，可以作为光催化剂将二氧化碳转化成CO2转化为HCOOH等有机物。近年来，人们逐渐认识到二氧化碳并不只是所谓引起全球变暖的有害物质。换一个角度来看，它还是一种储量丰富的化工原料。通过近年来的不断的性能优化和新材料制备，纳米材料光催化还原二氧化碳的研究取得了令人瞩目的进展。新型高效的光催化剂纳米材料，如改性的二氧化钛材料、MOF材料、石墨相34、染料量子点复合材料体系等被源源不断的开发出来，使得光催化还原二氧化碳生成液态燃料或重要化工中间体成为可能4-6。然而必须指出的是，纵观国内外研究动态，虽然材料制备方面的发展十分迅速

4、，对于各类纳米催化材料的评价和比对研究却还比较匮乏。以往的评述大多集中于二氧化钛光等少数的几种光催化纳米材料，还缺乏对多种新型纳米催化材料在性能、制备等方面的综合性的评述以及发展进程研究。主要内容：针对现有研究的不足之处，本文的主要研究内容是纳米材料作为光催化剂在二氧化碳还原催化中的应用进程研究。不同于以往仅关注二氧化钛等少数几种催化材料，本研究将研究对象扩展到几乎所有纳米光催化材料，对国内外光催化二氧化碳还原体系了系统性的研究和分析。首先从光催化机理作为切入点，重点分析比较了几种不同目前处于研究前沿的光催化材料的制备方法、作用机制及性能优势等，并展望了光催化纳米材料的未来研究方向。研究方法：

5、首先，采用文献研究法系统分析国内外相关文献研究情况,对纳米光催化材料在国内外的研究状况进行全面掌握和梳理。在上述基础上，各种纳米光催化材料的作用机制、性能优劣等进行综合深入和比对和评述。具体地，本论文首先对光催化材料的作用机理进行系统的介绍和分析，然后针对不同的光催化纳米材料，如二氧化钛、MOF、氮化碳等前沿光催化材料进行详细评述和分析。完成期限和采取的主要措施：20XX年X月-20XX年X月 研读文献，整理资料，确定论文选题，撰写开题报告20XX年X月-20XX年X月 收集毕业论文相关资料，关注国内外研究动态，对论文各部分内容展开详细研究，并梳理研究内容，完成论文初稿的撰写工作。20XX年X

6、月-20XX年X月 在指导老师的协助下，对论文进行修改完善，完成定稿工作。20XX年X月-20XX年X月 论文打印、装订，参加论文答辩。主要参考文献及资料名称：1 Kothandaraman J., Goeppert A., Czaun M., et al. Conversion of CO2 from air into methanol using a polyamine and a homogeneous ruthenium catalyst. Journal of the American Chemical Society, 2016, 138 (3): 778-781 2 Olah G

7、. A., Goeppert A., Prakash G. K. S. Chemical recycling of carbon dioxide to methanol and dimethyl ether: from greenhouse gas to renewable, environmentally carbon neutral fuels and synthetic hydrocarbons. The Journal of Organic Chemistry, 2009, 74 (2): 487-498 3 Goeppert A., Czaun M., May R. B., et a

8、l. Carbon dioxide capture from the air using a polyamine based regenerable solid adsorbent. Journal of the American Chemical Society, 2011, 133 (50): 20164-201674 Xie S., Zhang Q., Liu G., et al. Photocatalytic and photoelectrocatalytic reduction of CO2 using heterogeneous catalysts with controlled

9、nanostructures. Chemical Communications, 2015, 52 (1): 35-595 Linsebigler A. L., Lu G., Yates J. T. Photocatalysis on TiO surfaces: principles, mechanisms, and selected results. Chemical Reviews, 1995, 95 (3): 735-7586 Liang L., Lei F., Gao S., et al. Single unit cell bismuth tungstate layers realizing robust solar CO2 reduction to methanol. Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54 (47): 13971-13974指导教师意见： 指导教师签字： 年 月 日