TiO2納米光催化劑的制備及其性能表征的開題報告

TiO2納米光催化劑的制備及其性能表征的開題報告一、選題背景隨著城市化進程的加速和人類生活水平的提高，環(huán)境污染問題日益突出。其中，空氣污染是一個長期困擾人們的問題，尤其是細顆粒物（PM2.5）造成的健康危害愈加明顯。因此研究高效、環(huán)保、低成本的空氣凈化技術(shù)成為當(dāng)今重要的研究方向之一。納米光催化技術(shù)是目前較為先進的空氣凈化技術(shù)之一。其中，鈦白粉（TiO2）作為一種重要的光催化材料，具有價格低廉、化學(xué)穩(wěn)定、無毒無害等優(yōu)點，成為納米光催化材料的重要代表之一。但是，傳統(tǒng)的TiO2微晶體材料的光催化性能較差，主要是由于低光捕獲效率和表面缺陷導(dǎo)致的。針對上述問題，納米光催化技術(shù)被發(fā)展出來。通過將TiO2微晶體控制在納米尺度下制備出TiO2納米光催化劑，其具有相對于TiO2微晶體材料更高的比表面積、更強的吸附能力和更快的光反應(yīng)速率。因此，納米光催化技術(shù)可以利用光氧化和光還原反應(yīng)來分解和轉(zhuǎn)化有毒有害氣體和溶解性污染物，從而實現(xiàn)空氣凈化的目的。二、研究目的和意義本課題主要目的是制備TiO2納米光催化劑，并對其光催化性能進行表征，為進一步研究空氣凈化提供一種新的思路和方法。具體研究內(nèi)容包括：1.以不同合成方法制備TiO2納米光催化劑。2.通過透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）等手段對制備的TiO2納米光催化劑進行形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等的表征。3.利用偏光顯微鏡（PLM）、X光光電子能譜（XPS）、紫外-可見漫反射光譜（UV-VisDRS）等手段對制備的TiO2納米光催化劑的光催化性能進行評價和表征。通過研究TiO2納米光催化劑制備和性能表征，將有助于探索新型高效空氣凈化技術(shù)，為環(huán)境保護和人類健康作出更多的貢獻。三、研究內(nèi)容和方法3.1研究內(nèi)容（1）合成TiO2納米光催化劑的不同方法的比較研究（2）對制備的TiO2納米光催化劑進行形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等的表征（3）對制備的TiO2納米光催化劑的光催化性能進行評價和表征3.2研究方法（1）制備TiO2納米光催化劑同時采用水熱法、氣相法和氧化鈦溶膠凝膠法等不同方法制備TiO2納米光催化劑，根據(jù)不同制備條件比較不同方法的差異。（2）形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等表征采用透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）等手段對制備的TiO2納米光催化劑進行形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等的表征。（3）光催化性能評價和表征采用偏光顯微鏡（PLM）、X光光電子能譜（XPS）、紫外-可見漫反射光譜（UV-VisDRS）等手段對制備的TiO2納米光催化劑的光催化性能進行評價和表征，并比較不同條件下的差異。四、預(yù)期研究結(jié)果通過本課題研究，我們預(yù)計可以得到以下研究結(jié)果：（1）不同方法制備的TiO2納米光催化劑的結(jié)構(gòu)、晶相等方面的差異性比較。（2）TiO2納米光催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等的表征結(jié)果，為針對污染物的吸附及光催化反應(yīng)機理的研究奠定基礎(chǔ)。（3）TiO2納米光催化劑的光催化性能表征結(jié)果，為進一步開發(fā)空氣凈化新技術(shù)提供可靠數(shù)據(jù)支持。五、研究范圍和限制條件5.1研究范圍本研究的主要內(nèi)容為制備TiO2納米光催化劑及其性能表征。其中，制備方法包括水熱法、氣相法和氧化鈦溶膠凝膠法等；性能表征包括形貌、結(jié)構(gòu)、晶相等表征和光催化性能評價等方面，并進行比較研究。5.2限制條件由于制備TiO2納米光催化劑的方法和表征手