g-C3N4PAN纳米纤维的制备及其可见光催化性能的研究的开题报告一、研究背景近年来，可见光催化材料作为一种新兴的环境友好型材料，已经吸引了越来越多的关注。其中，催化剂的选择和制备工艺是影响其催化性能的重要因素。g-C3N4是一种新型的可见光催化材料，可以通过简单的制备方法得到，并且具有良好的可再生性和稳定性，已被广泛应用于环境净化和能源转化等领域。然而，g-C3N4本身的光吸收能力有限，只能吸收较短波长的可见光，所以其催化活性有待提高。近年来，不少研究表明，将g-C3N4与其他材料复合制备催化剂，可以有效增强其催化性能。PAN是一种性能良好的聚合物材料，其可以通过电纺技术制备成高比表面积的纳米纤维，因此与g-C3N4复合可以制备出具有优异催化性能的催化剂。因此，本研究将探究制备g-C3N4/PAN复合纳米纤维及其在可见光催化性能方面的应用。二、研究内容和目标本研究将以g-C3N4为基础材料，以PAN纳米纤维为载体，通过静电纺丝技术和热处理方法制备g-C3N4/PAN复合纳米纤维，并研究其可见光催化性能。具体研究内容包括：1.优化静电纺丝制备g-C3N4/PAN复合纳米纤维的工艺条件，制备具有良好物理结构和光学性能的复合纳米纤维材料。2.研究g-C3N4/PAN复合纳米纤维的光吸收性能，探究其在可见光范围内的光催化活性。3.探究复合材料中g-C3N4与PAN之间的作用机制，优化材料性能。本研究的目标是获得具备优异光催化性能的g-C3N4/PAN复合纳米纤维，为解决环境污染和能源问题提供新的技术手段。三、研究方法本研究的具体研究方法如下：1.制备g-C3N4/PAN复合纳米纤维，采用静电纺丝技术和热处理方法制备复合材料，优化制备工艺。2.对制备的g-C3N4/PAN复合纳米纤维材料进行物理结构和光学性能的表征，包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等。3.对复合材料的光催化性能进行评估，并比较与单一材料的差异。采用常规的罗丹明B(RhB)降解实验等方法，评估复合材料的催化性能，同时研究材料的催化机制。4.探究复合材料中g-C3N4与PAN之间的作用机制，分析其对材料性能的影响。四、研究意义本研究将探究制备g-C3N4/PAN复合纳米纤维及其在可见光催化性能方面的应用，具有以下意义：1.为g-C3N4/PAN复合纳米纤维的制备提供一种新的方法，并对复合材料的表征方法进行探究。2.分析g-C3N4/PAN复合材料的光催化性能，探究其催化机制，为其在环境污染和能源转换等领域应用提供理论基础。3.为解决环境污染和能源问题提供新的技术手段，具有重要的应用价值和社会价值。