1. 研究目的与意义（文献综述）

伴随着工业的发展，人类肩上保护环境的重担越来越沉，如何解决由工业现代化导致的污染是一个急需解决的重大问题，其中有毒有机物对环境污染非常严重，这类污染物具有排放量大、污染面广和难以降解的特点。对有毒有机物的处理一直是需要探索的热点课题。

现已研究出许多处理有机污染物的方法。如吸附等物理方法，不能彻底使有机物无害化，进而产生二次污染。研究者们发现高级氧化技术是解决环境污染的理想绿色技术，可以从源头解决有机物污染，其实质是产生羟基自由基（·oh） 及发生一系列的·oh 链反应，由于羟基自由基的强氧化性可以攻击水中有机污染物，直至降解为水、二氧化碳和微量无机盐，从而实现良好的水质[1]。由于这一技术具有高效、彻底、适用范围广、无二次污染等优点而备受关注。高级氧化技术主要包括fenton 氧化法、光化学催化氧化、湿式催化氧化、超临界水氧化等[2]。虽然这些方法能从源头降解有机物但也存在一些问题，例如超声氧化法需要较大的资金投入，在废水领域没有得到广泛的使用。光催化氧化法现阶段开始使用一些新型光源，但由于在实际生产加工方而存在问题，该技术尚处于研究阶段，以往采用的汞灯、高压灯等传统光源，由于存在电极，会导致光源出现寿命短、耗电量大、外加电路复杂等问题。[2]

本课题将合成碳纳米点/g-c₃n₄复合材料，一种不含金属的高级氧化剂，具有成本低廉、制作简单、降解效果优良等优点，通过催化h₂o₂高效产生羟基自由基（·oh）可以高效降解有机物。其中石墨相氮化碳(g- c₃n₄) 作为碳氮材料的一种，既可作为催化剂也可作为催化剂载体，它有良好的吸附性，可吸附有机物，同时具有良好的光催化活性，本课题利用其优良的催化降解能力。由于存在大的共轭体系所以结构稳定，能够抗酸、碱腐蚀，合成过程简单，结构和性能易于调控，且原材料便宜[3]。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

石墨棒是制备水溶性碳纳米点的关键原料，本课题以石墨棒电极作为碳源，采用电化学法，严格控制电压、搅拌速率、反应时间等工艺条件，通过电解、过滤、离心三步合成水溶性碳纳米点。随后合成氮化碳与不同比例的碳纳米点/g- c₃n₄复合材料。随后对制备的碳纳米点/g- c₃n₄复合材料进行表面形貌表征，最后以三羟甲基氨基甲烷（tris）作为目标，检验h₂o₂/碳纳米点/g- c₃n₄的催化降解性能。

目标：

3. 研究计划与安排

（1）2017-03-17前完成开题报告撰写

（2）2017-04-01前确定碳纳米点/g- c₃n₄的合成路线。

（3）2017-04-20前完成碳纳米点/g- c₃n₄合成与表征实验。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 白敏菂，冷宏，张启岳，毛首蕾，李超群, 高级氧化技术研究现状及其发展趋势. 科技导报, 2011. 29(35): p. 74-79.

2. 刘爱萍, 高级氧化技术在水处理中的研究与展望. 科技向导, 2011. 3: p. 92-94.

3. juan liu, y.l., 1 naiyun liu,1 yuzhi han,1 xing zhang,1 hui huang,1 yeshayahu lifshitz,1,2* shuit-tong lee,1* jun zhong,1 zhenhui kang1*, metal-free efficient photocatalyst for stable visible water splitting via a two-electron pathway. science, 2015. 347 ( 6225): p. 970-974.