TiO2基納米管的制備、改性及性能研究的開題報(bào)告

TiO2基納米管的制備、改性及性能研究的開題報(bào)告題目：TiO2基納米管的制備、改性及性能研究一、研究背景及意義TiO2基納米管具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在光催化、電化學(xué)、傳感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前常用的制備方法包括溶膠-凝膠法、水熱法、水熱合成等，但這些方法存在粒徑不均、晶相不純等問題，制備出來的納米管往往不能滿足應(yīng)用需求。因此，研究新的制備方法，改進(jìn)制備工藝，提高納米管制備的質(zhì)量和效率，對(duì)于推動(dòng)TiO2基納米管的應(yīng)用具有重要意義。另外，由于TiO2基納米管本身的物理化學(xué)性質(zhì)和制備方法的局限，其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一些不足，如催化活性低、穩(wěn)定性不足等問題。因此，通過改性方法，改變TiO2基納米管表面的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，提高其性能，可以進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。二、研究?jī)?nèi)容本論文擬研究TiO2基納米管的制備、改性及性能研究，具體包括以下內(nèi)容：1.納米管制備方法的研究。選擇一種或多種制備方法，如溶膠-凝膠法、水熱法等，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，優(yōu)化制備工藝，提高納米管的質(zhì)量和效率。2.納米管表征和分析。利用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）等手段，對(duì)制備出的納米管進(jìn)行形貌、晶相、結(jié)構(gòu)等方面的表征和分析。3.納米管性能的研究。通過光催化、電化學(xué)、傳感等方法，測(cè)定納米管的催化性能、電化學(xué)性能、傳感性能等方面的性能，探究它們對(duì)性能的影響因素。4.納米管的改性。采用不同的改性方法，如表面修飾、摻雜等，改變納米管的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，提高其催化、穩(wěn)定性等性能。5.測(cè)試改性后的納米管的性能。通過光催化、電化學(xué)、傳感等方法，測(cè)試經(jīng)過改性后的納米管的催化、電化學(xué)、傳感等方面的性能，并與未改性的納米管進(jìn)行比較。三、研究方法和步驟1.納米管的制備方法研究。選擇一種或多種制備方法，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最優(yōu)的制備方法。2.納米管表征和分析。利用SEM、TEM等手段對(duì)制備納米管進(jìn)行形貌、晶相、結(jié)構(gòu)等方面的表征和分析。3.納米管性能的研究。利用光催化、電化學(xué)、傳感等方法測(cè)試納米管的催化、電化學(xué)、傳感等方面的性能，研究性能的影響因素。4.納米管的改性方法研究。采用表面修飾、摻雜等方法對(duì)納米管進(jìn)行改性，比較不同改性方法對(duì)性能的影響。5.改性后的納米管性能測(cè)試。通過光催化、電化學(xué)、傳感等方法測(cè)試經(jīng)過改性后的納米管的催化、電化學(xué)、傳感等性能，并與未改性的納米管進(jìn)行比較。四、研究預(yù)期結(jié)果1.探究?jī)?yōu)化的制備方法，制備出質(zhì)量更高、效率更高的TiO2基納米管。2.研究TiO2基納米管在光催化、電化學(xué)、傳感等方面的性能，找到影響性能的關(guān)鍵因素。3.利用表面修飾、摻雜等方法改變納米管的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，提高其催化、穩(wěn)定性等性能。4.提高TiO2基納米管的催化、穩(wěn)定性等性能，拓展其在光催化、電化學(xué)、傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。五、研究進(jìn)度安排第一年：1.收集并閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，了解納米管制備、表征和改性的研究進(jìn)展；2.設(shè)計(jì)和開展制備方法研究，選擇最優(yōu)制備方法；3.進(jìn)行納米管形貌、晶相、結(jié)構(gòu)等方面的表征和分析，尋找納米管性能的影響因素。第二年：1.開展納米管性能的研究，包括光催化、電化學(xué)、傳感等方面的性能測(cè)試；2.進(jìn)一步探究影響性能的關(guān)鍵因素，為改性提供指導(dǎo)。第三年：1.研究納米管的改性方法，包括表面修飾、摻雜等方法；2.比較不同改性方法對(duì)納米管性能的影響，尋找最優(yōu)改性方法。第四年：1.測(cè)試改性后的納米管的性能，包括光催化、電化學(xué)、傳感等方面的性能；2.比較經(jīng)過改性的納米管與未改性的納米管的性能，并提出未來研究的展望。六、參考文獻(xiàn)[1]LiuS,YaoK.SynthesisandapplicationofTiO2nanotubes[J].Materials,2017,10(1):66.[2]HuangY,WangB,HouM,etal.Synthesis,characterizationandapplicationsofTiO2nanotubes[J].JournalofNanomaterials,2015,2015.[3]DongF,ZhangZ.ProgressesinthesynthesisofTiO2nanotubesandtheirapplications[J].JournalofInorganicMaterials,2013,28(10):1015-1031.[4]XieJ,LiX,XiaY.Nanoparticleshapeandsurfacechemistrycontrolofcellularinteractions,aggregation,anddruguptake[J].AccountsofChemicalResearch,2017,50(8):1976-1985.[5]LiY,LiF,WangH,etal.EnhancedphotocatalyticactivityofTiO2nanotubearray