TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能研究的开题报告.docx

一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能研究的开题报告
【开题报告】
项目名称：一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能研究
一、研究背景及意义
随着环境污染和能源危机的加剧，寻求一种新型的可再生、环保、高效的能源成为研究的热点。在这个背景下，光电催化技术应运而生。光电催化利用半导体材料吸收光能将光子转化为电子，在表面吸附活性物种，从而实现光化学反应的过程。其中，纳米半导体材料具有比大尺寸半导体更优越的光电催化性能，由此引发对纳米半导体材料的研究热潮。
在纳米半导体材料中，氧化钛（TiO2）作为一种具有良好光电催化性能的半导体材料，已广泛应用于环境治理、光电化学合成等领域。然而，单一的TiO2光电催化性能存在瓶颈，发光谱范围偏窄，电子空穴复合速率慢，光电转换效率低。为了改善TiO2光电催化性能，工程研究人员开始将TiO2和其他材料进行复合，其中SnO2是一种优秀的半导体材料，与TiO2复合可进一步提高光电催化性能。除此之外，纳米材料的一维结构也能够增强电子传递及光吸收性能。因此，制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极并研究其光电性能，将对光电催化领域的发展有着积极的推动作用。
二、研究内容、目的及方法
1.研究内容
（1）制备一维纳米SnO2纳米线及TiO2纳米颗粒
（2）制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极
（3）研究不同复合比例下一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的光电催化性能及机理
2.研究目的
（1）制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极，研究其组成成分、形貌及光催化性能
（2）探究TiO2与SnO2复合对光电催化机制的影响
（3）提高光电转换效率，寻求一种新型、环保、高效的能源来源
3.研究方法
（1）利用溶胶-凝胶法及水解沉淀法制备一维纳米SnO2纳米线及TiO2纳米颗粒
（2）采用涂布法制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极
（3）通过SEM、TEM、XRD等手段对纳米复合材料进行形貌、结构表征
（4）对纳米复合材料的光电催化性能进行测试和研究
三、预期研究结果及意义
1.预期研究结果
（1）成功制备一维纳米SnO2纳米线及TiO2纳米颗粒
（2）成功制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极
（3）研究不同复合比例下一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的光催化性能及机理
2.预期研究意义
（1）通过制备一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极，研究其组成成分、形貌及光催化性能，探究TiO2与SnO2复合对光电催化机制的影响
（2）提高光电催化性能，为光电催化领域提供新的思路及方法
（3）为纳米制备材料提供新的理论及实验研究方法
四、进度安排
1.第一阶段（2022.3-2022.6）
（1）研究SnO2纳米线的制备及表征，了解其结构及形貌
（2）研究TiO2纳米颗粒的制备及表征，探究其结构及形貌
2.第二阶段（2022.7-2022.12）
（1）研究一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及表征
（2）探究不同复合比例对电极光催化性能和机理的影响
3.第三阶段（2023.1-2023.4）
（1）完成实验数据处理和分析
（2）完成论文的撰写并完成答辩
以上为本项目的开题报告。