1. 研究目的与意义（文献综述）

在21世纪，能源短缺和环境污染的问题尽管依旧存在，刻不容缓，但是人类已经在拓展新能源新材料的方向上取得了一项又一项的重大突破。我国作为世界上最大的发展中国家，世界第二大经济体，尤其重视维护能源资源长期稳定可持续利用。《中国的能源政策》指出，中国能源必须走科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好、安全有保障的发展道路，实现节约发展、清洁发展和安全发展。在众多解决能源资源问题的科研方向中，利用光催化剂将取之不尽的太阳能转化为人类可直接利用的化学能，还能够将有机污染物降解，因其高效无污染和低成本等优点得到人们关注，是目前可再生清洁能源研究的一个最具前景的热门方向。

CaTiO₃反蛋白石等级孔结构作为一种独特的光子晶体结构不仅具有较高的比表面积和孔体积同时空旷的骨架结构及丰富的孔道有利于物质的扩散、传输及光生载流子的分离等。另外,在光催化过程中大孔的存在同时可产生多重散射效果有利于加深入射光的传输深度，延长光传播距离，提高光催化剂对光的捕获效率。最后，该结构所特有的等级孔特性及光子晶体所特有的慢光子效应可以有效提高光催化剂对太阳光的利用效率从而有效提高其光催化性能。因此受到了越来越多的关注和研究。然而，由于其 CaTiO₃带隙大，只吸收仅占太阳能辐射 4%左右的紫外波段，对太阳能的利用很低。目前对CaTiO₃光催化剂的形貌设计及复合角度出发来提高光催化剂的研究仍然比较欠缺。而石墨相氮化碳g-C₃N₄作为一种可见光响应型的光催化剂，引起人们极大的关注。随着后续人们对这一种非金属聚合物半导体材料石墨相氮化碳g-C₃N₄的深入研究，发现相比于其他的光催化剂，它还具有热稳定性和化学稳定性良好的优点，并且无毒、来源丰富、制备成型工艺也简单。因此本课题拟制备CaTiO₃反蛋白石等级孔结构，并选取石墨相氮化碳g-C₃N₄与其进行复合,通过调控材料形貌、担载量、尺寸等结构进而优化复合材料光催化性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1.材料制备：采用硬模板法（ps，pmma等高分子模板）以钛酸异丙酯和硝酸钙为原料制备catio₃反蛋白石等级孔结构；然后选取石墨相氮化碳g-c₃n₄与其进行复合，合成g-c₃n₄/catio₃ 复合反蛋白石等级孔结构。

2.材料表征：用sem对所得的catio₃反蛋白石等级孔结构及其复合材料进行表征，观测其表面形貌，孔径尺寸等；用xrd对所制得材料进行物相表征；用氮气吸附测试其介孔尺寸及分布。

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4-6周：按照设计方案，制备catio₃反蛋白石等级孔结构。

第7-10周：与g-c₃n₄进行复合，研究复合材料的结构表征及光催化性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] fujishima akira, honda kenichi, electrochemicalphotolysis of water at a semiconductor electrode, nature,1972,238,37-38

[2] 牛新书，曹志民，钙钛矿型复合氧化物光催化研究进展，化学研究与应用，2006,18,770-774

[3] shunsuke nishimoto, motohide matsuda, michihiromiyake, photocatalytic activities of rh-doped catio3 under visible lightirradiation, chem.lett.,2006,35,308-309