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基于ZnO纳米线的复合纳米材料制备及光催化性能研究的开题报告
开题报告
题目：基于ZnO纳米线的复合纳米材料制备及光催化性能研究
一、选题背景及研究意义
随着工业化和城市化的快速发展，环境污染日益严重，其中水污染问题是当前亟待解决的问题之一。目前，人们已经广泛地使用了各种净水技术，例如生物法、化学法、物理法等。然而，这些方法存在着一些弊端，如需要大量的化学药品、高能耗和难以处理高浓度的污染物等问题。因此，寻找一种高效、经济、环保的污水处理技术已成为研究热点。
光催化技术因其高效、无污染、易于实施等特点，被广泛应用于环境污染治理领域。ZnO是一种具有良好光催化性能的半导体材料，但是，ZnO对可见光的响应度较低，因此需要对ZnO进行修饰以拓展其光催化性能。将ZnO纳米线与其他物质复合可有效提高其催化性能，因此，研究基于ZnO纳米线的复合材料对于提高其光催化性能具有重要意义。
二、研究内容和研究方法
1.研究内容
（1）选择不同材料与ZnO纳米线复合制备复合纳米材料，并对其进行表征。
（2）研究不同复合材料对ZnO纳米线光催化性能的影响。
2.研究方法
（1）制备ZnO纳米线：采用溶胶-凝胶法、气相沉积法等方法制备ZnO纳米线。
（2）制备复合纳米材料：将ZnO纳米线与其他材料（如纳米碳管、TiO2等）进行复合。
（3）材料表征：采用TEM、XRD、UV-Vis等技术对所制备的材料进行表征。
（4）光催化性能测试：采用紫外-可见光谱仪测量不同复合纳米材料的光催化降解能力，以甲基橙为模型废水。
三、预期结果及创新点
1.预期结果
（1）制备出具有一定形貌和结构的ZnO纳米线和复合纳米材料。
（2）通过光催化降解实验，验证复合材料对ZnO光催化性能的提高。
2.创新点
（1）以ZnO纳米线为基础，探索不同复合材料对其光催化性能的影响。
（2）通过复合来提高ZnO光催化性能，提高治理水环境污染的效率。
四、进度安排及考虑到的问题
1.进度安排
（1）文献调研和材料制备：3个月。
（2）表征和初步光催化实验：1个月。
（3）汇总和分析结果，撰写论文：3个月。
（4）论文修改和答辩准备：1个月。
2.考虑到的问题
（1）复合方法的选择和制备条件的优化。
（2）复合材料的表征方法的选择及正确应用。
（3）实验中的误差及其影响分析及排除。
五、参考文献
1.Song,H.;Zeng,H.C.Shape-ControlledSynthesisofZincOxideNanocrystalsviaaSimpleandNonhydrolyticRoute.Inorg.Chem.2003,42(21),6709-6716.
2.Fujishima,A.;Rao,T.N.;Tryk,D.A.TitaniumDioxidePhotocatalysis.J.Photochem.Photobiol.C.2000,1(1),1-21.
3.Li,X.;Zhang,D.;Xu,H.;Wang,Y.FabricationofTiO2Nanowire/ZnONanosheetHeterojunctionsandTheirEnhancedPhotocatalyticActivityunderVisibleLightIrradiation.J.Mater.Chem.A2014,2(4),981-987.