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05 ， 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CuSO45H2O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上海越平科学仪器有限公司7参考文献1侯新刚，周永娜，王玉棉等.纳米微晶碱式碳酸锌的制备J兰州理工大学学报，2008，34（6）：34-36.2胡冬娜，田秀君.具有可见光活性催化剂的研究现状及应用进展J.山西建筑，2006，32（24）： 174.3 赵涛，杨明.多孔球状氧化亚铜的制备及其对4-硝基苯酚的吸附性能研究 J .功能材料，2007，38：3333-3336.4宋继梅，张小霞，焦剑，等.立方状和球状氧化亚铜的制备及其光催化性质J.应用化学，2010，27（11）：1328-1333.5陈金毅，张静，张文蓉，等.氧化亚铜/壳聚糖纳米复合材料的制备及复合机制研究J.湖北大学学报：自然科学版，6菅泽，高荣杰，张雅栋，等.玻璃微珠Cu/Cu2O复合镀层的制备及其光催化降解4-硝基苯酚的研究J.材料导报 b：研究篇，2011，25（9）：27-29.7马玉燕，魏守强，侯微，等.ZnO/Cu2O复合膜的制备及其光催化活性研究 J 电镀与精饰，2009，31（12）：5-8.8张清爽，李巧玲，陈海利，等.静止原位复合法制备聚吡咯/TiO2纸及其催化性能J.化学学报，2011，69（17）：2009-2014.9 SAKTHI K D，KENJI N，SATOKO N，et al. Optical and electrical characterization of plasma polymerized pyrrole filmsJ. J Appl Phys （Japan）， 2003，93（5）：2705-2711.10蔡本慧，曹雷，王肇君.导电聚合物聚吡咯的制备、性质及其应用J .化工科技市场，2010，33（5）：11-16.11贾陈忠,刘松. TiO2光催化氧化技术在水处理中的研究进展J.广州化工.2012,02,40(4):5-7.12Fujishima A, Honda K. Elecrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode J. Nature, 1972, 238(5358):37-38.13Carey J H, Lawrence J, Tosine H N. Photodechlorination of PCBs in the presence of titanium dioxide in aqueous suspensionJ. Bull Environ Contam, Toxicol, 1976,16:697-701.14谢呈水.光催化氧化技术处理ABS废水的性能研究D.山东大学.2009,11.15史月萍,