1. 研究目的与意义（文献综述）

一氧化氮（no）是最常见最危险的气态污染物之一，会导致雾霾、光化学烟雾、臭氧层破坏以及酸雨等诸多环境问题^[1-3]。在过去几十年中，随着现代工业的迅速发展，大气中no的浓度也在不断升高^[4]。因此，开发一种高效、低成本和绿色的技术来去除大气中的no至关重要。常规的no去除方法包括化学吸附、物理吸附和热催化还原法^[5,6]。但由于这些方法大多存在效率低、催化剂失活和二次污染等问题，因此，研究一种高效无污染的光催化剂是目前急需解决的问题。

半导体光催化剂能够直接利用太阳能来催化一系列化学反应，可用于光催化有机选择性合成、光催化降解有机污染物和光解水制氢制氧等方面，在解决能源短缺和环境污染方面有着良好的潜力^[7]。其光催化剂机理是：在太阳光的照射下，催化剂的带隙受到激发，分别产生位于价带和导带的光生电子（e^#8722;）和空穴（h ），随后它们会迁移到表面并触发后续的氧化还原反应^[8]，有效地去除no。

目前，已经开发出的光催化剂大体可以分为三类：金属氧化物、硫化物（如tio₂、zno、cds等）；贵金属半导体（如bi₂moo₆、biobr、ag₃po₄等）和非金属半导体（如g-c₃n₄、红磷等）。其中zno（3.3 ev）和tio₂（3.2ev）带隙较宽，仅能利用只占太阳能4％的紫外光；cds（2.4 ev）带隙较窄，但稳定性较差；bi₂moo₆（2.9 ev）和biobr（2.8 ev）带隙适中，但含有贵金属元素，价格较高^[9,10]。g-c₃n₄是一种非金属半导体，由地球上含量较多的c、n元素组成，带隙约为2.7 ev，对可见光有一定的吸收能力，抗酸、碱、光的腐蚀，稳定性好、结构和性能易于调控，具有较好的光催化性能，因而成为光催化领域的研究热点^[11]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

采用热聚合法和液相剥离制备各种形貌的石墨相氮化碳纳米片催化剂；采用各种结构表征方法对催化剂的结构进行表征，分析工艺参数对催化剂表面形貌的影响规律，制备出结构良好的催化剂材料；并对其进行光催化降解罗丹明测试，分析其结构与性能相关性。

（一）超薄g-c₃n₄纳米片的制备

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-7周：按照设计方案，制备不同形貌的g-c₃n₄纳米片。

第8-9周：采用xrd、fe-sem、tem、bet等测试技术对g-c₃n₄纳米片的物相、显微结构进行分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] m.t. lerdan, j.w. munger, d.j. jacob, et. al. the no₂ flux conundrum [j]. sci., 289 (2000),pp. 2291-2293.

[2] k. takahashi. iron oxidecluster induced barrier-free conversion of nitric oxide to ammonia [j]. chem.commun., 51 (2015), pp. 4062-4064.

[3] j.a. rodriguez, t. jirsak, g. liu, et al. chemistry of no₂ on oxide surfaces: formation of no₃ on tio₂ (110) and no₂ #8596; o vacancy interactions [j]. am. chem. soc., 123 (2001), pp. 9597-9605.