聚吡咯-氧化亚铜复合物的合成及光催化降解对硝基苯酚的研究开题报告.doc

毕业论文开题报告 课题：聚吡咯-氧化亚铜复合物的合成及光催化降解对硝基苯 酚的研究 学生：石文超 学号：112209303136 学校：江汉大学 指导老师：彭望明 江汉大学化学与环境工程学院 1.课题来源：结合科研课题 2.研究的目的及意义 半导体光催化降解技术由于能将有机物彻底降解成为无污染的 CO2、水等无机物，已逐渐成为最引人注目的废水处理方法之一［1］。目前研究较多的光催化剂半导体材料主要为金属氧化物和硫族化合物，如Ti02、Cu20、ZnO、CdS、W03等。在众多的半导体光催化材料中，Cu20是少有的可以被可见光激发的半导体材料，由于其禁带宽度约为2. 0 eV，能够有效吸收可见光范围内波长的光，从而产生光生电子和空穴， 可以直接利用太阳光将有机物降解，且Cu2O无毒、制备成本低， 不产生二次污染物， 是一种极具开发价值的绿色环保催化剂，从而引起了人们的高度重视［2-4］。但是由于Cu2O中的铜是正一价，长期使用会不稳定，易被氧化为二价铜； Cu2O粉末易聚集成为大颗粒，从而影响其在光催化降解过程中的利用率；且Cu2O是一种具有较窄禁带宽度而导带位置较高的半导体， 存在着由于光生电子和空穴复合所导致的催化效率不高的问题。 为了改善 Cu2O的这些不足，陈金毅等［5］研究将壳聚糖包裹在 Cu2O表面，制备了壳聚糖/Cu2O复合物； 菅泽等［6］制备了玻璃微珠—Cu/Cu2O复合镀层，研究了其催化性能；马玉燕等［7］将ZnO与Cu2O复合，制备ZnO/Cu2O复合膜。这些方法对改善Cu2O的催化性能起到了很好的作用。 据文献报道，聚吡咯 （PPy）具有良好的导电性及环境稳定性，并且在可见光区有很强烈的吸收， 是强的供电子体和优良的空穴传输材料【8-10】。本文通过原位聚合法制备了PPy-Cu2O复合物，研究了复合物对4-硝基苯酚水溶液的光催化降解作用。 3 课题的研究内容 主要研究内容： 3.1 葡萄糖还原法制备氧化亚铜 3.2 合成聚吡咯氧化亚铜 3.3系统查阅相关的中、英文资料，按要求完成文献综述及外文翻译 3.4按时完成开题报告。 3.5制定研究方案，完成论文研究实验。 3.6按要求撰写毕业论文。 3.7完成论文答辩 4.实验方法 4.1 Cu2O的合成 将 300 mL 0. 1 mol/L CuSO4溶液加入到1000 mL的三口烧瓶中，在机械搅拌下滴加 200 mL 1mol/L的NaOH溶液， 溶液变混浊后继续搅拌15 min， 然后在超分散下， 缓慢滴加100 mL 0. 2 mol/L的葡萄糖水溶液，40 ℃下反应 1. 5 h。反应完后静置几分钟，减压过滤，滤饼用蒸馏水及无水乙醇各洗涤 3 次，在60 ℃下真空干燥6 h。 4.2 PPy-Cu2O复合物的合成 称取 8. 00g Cu2O粉末于 1L的三口烧瓶中，加入 600 mL1%的 PVP-K30水溶液，超声处理 15 min后加入 8 mL吡咯，继续超声处理 15 min，通 N2保护，冰浴下从滴液漏斗中缓慢加入 120 mL 0. 5 mol/L的FeCl3水溶液， 保持温度为0～5 ℃， 反应6 h后进行抽滤， 滤饼用蒸馏水及丙酮各洗涤3次， 60 ℃下真空干燥12 h， 研磨得浅棕色PPy-Cu2O粉末。 5.实验进度安排 1-2周：检索、阅读文献资料，制定设计方案，进实验室准备。 3周：开题报告 4-14周：进行毕业论文实验。 14周五：交毕业论文初稿。 15周五：交毕业论文终稿及毕业论文相关材料。 16周：进行答辩。 6主要仪器及药品 药品名称 纯度 生产厂家 CuSO4·5H2O 化学纯 湖北省襄樊化学试剂厂出品 葡萄糖 分析纯 上海沪宇实验设备有限公司 FeCl3 分析纯 上海实验试剂有限公司 吡咯 化学纯 国药集团化学试剂有限公司 4-硝基苯酚 分析纯 上海浩然生物技术有限公司 氢氧化钠 分析纯 武汉市江北化学试剂有限责任公司 。 仪器名称 型号 生产厂家 傅里叶红外光谱仪 Tenser27型 德国布鲁克公司 激光粒度仪 TU-1080型 北京普析通用仪器有限责任公司 卤钨灯 300W 自制 颗粒制冰机 model-B60s型 太仓市科教器材厂 恒温磁力搅拌器 85-2型 巩义市予华仪器有限责任公司 精密增力电动搅拌器 99-1型 常州智博瑞仪器制造有限公司 循环水式真空泵 SHZ-D型 巩义市予华仪器有限责任公司 超声波清洗机 KQ-250 昆山市超声仪器分析公司 PH计 PHS-25 上海越平科学