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钨掺杂二氧化锰纳米片改善其光吸收特性及其催化性能研究开题报告

 2021-03-11 00:17:10  

1. 研究目的与意义(文献综述)

甲醛废气是指一种来源广泛,对人体危害极大的空气污染物,其对室内空气的污染尤为显著,近年来已受到人们的普遍关注。甲醛作为一种原生毒素,具有强烈的致癌作用,将其释放到环境中不仅严重危害人体健康,而且具有极大的环境险。本文要做的就是制备一种钨掺杂二氧化锰的纳米片对甲醛进行吸收。

现在处理甲醛气体的技术多种多样,其中包括植物处理法和活性炭处理法等。植物处理法,是指在室内摆设具有吸收甲醛气体性能的植物,如吊兰,文竹,芦荟等植物,这种方式的确能吸收掉室内的部分甲醛气体,但是甲醛对植物来说也不是好东西,这种化学物质同样会伤害植物的细胞。当然,有些植物像是吊兰、绿萝等对甲醛的忍耐力要强一些,甚至还有解毒功能。但要注意的是,这也仅仅是植物的防御反应,处理甲醛也只是个不得已而为之的活动。而且经过实验表明,植物只能清除叶片周围的少量甲醛,并不能达到处理大量甲醛的目的。对于活性炭处理甲醛的来说,其原理在于活性炭一种很细小的炭粒,有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔----毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以能与甲醛气体充分接触,当这些甲醛气体碰到毛细管就被吸附,起净化作用。 但是该方法只能暂时吸附一定的甲醛,不能达到清除的目的,且在温度、风速升高到一定程度的时候,所吸附的甲醛就有可能游离出来,再次进入呼吸空间之中。另外,吸附达到饱和不再具有吸附能力时,就必须更换过滤材料,如不更换,其所吸附的甲醛、可能随时被释放出来成为家居生活的潜在威胁。从治理污染的角度看,活性炭功能单一,有效时间短,尤其对于整个房屋的覆盖净化治理作用极为有限。对于只注重短时间、小范围清除室内异味的单位或家庭,可以考虑选购。

近期二氧化锰对甲醛等有机物的催化技术慢慢熟练起来。二氧化锰种类繁多,既包括人工合成的棒状、线状、管状、球状和孔状等形貌,还包括自然界存在的α,β,γ和δ等类型。二氧化锰因具有较大的比表面积和特殊的孔道而应用于乙醇、甲苯、苯等挥发性有机物的催化氧化反应。在甲醛处理方面,二氧化锰也能充当催化剂,对二氧化锰进行有效的光热催化分解,达到处理甲醛的目的。但是就单纯的二氧化锰而言,对光能的吸收只能吸收红外光之内的光能,对光能的利用率达不到理想效果,其次就是二氧化锰对甲醛的催化能力也并非想象中那么高,因此二氧化锰对甲醛的光热催化还有待改进。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

一方面是研究元素钨的掺杂对二氧化锰纳米片对光吸收特性的影响,其中主要研究的是二氧化锰纳米片对红外光之外的光能的吸收。另一方面则是研究钨掺杂量的多少最为合适,找出最理想的钨掺杂量,制备光热催化效率最高的钨掺杂二氧化锰纳米片。

拟用的技术方案:

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3. 研究计划与安排

2月15-2月28日:文献阅读

3月1日-3月20日:开题报告的撰写,和论文的翻译

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] liu, f.; zeng, m.; li, y.; yang, y.; mao, m.; zhao, x. uv-vis-infrared light drive thermocatalytic activity of octahedral layered birnessite nanoflowers enhanced by a novel photo activation.fun ct. mater, 2016, 26 (25), 4518-4526.

[2]hsu, y.k.; chen, y.c.; lin, y.g.; chen, l.c.; chen, k.h. manganese oxides and sheets with hole accept or assisted photo elect chemical activity in response to visible light. mater. chem. 2012, 22, 2733.

[3]王耀先, 贺国旭, 腊明, 张秋霞. 二氧化锰纳米片的制备及其电化学性质,1001-2028(2015)12-0024-03.

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