多壁碳纳米管复合材料的合成、表征及光催化性能研究的开题报告.docx

二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料的合成、表征及光催化性能研究的开题报告
一、选题背景和研究意义
二氧化钛是一种广泛应用于光催化、防晒、催化剂等领域的功能性材料。但是，二氧化钛固有的半导体禁带宽度较大，其吸光能力较弱，导致光催化反应效率较低，因此需要寻求一种有效提高二氧化钛光催化性能的方法。多壁碳纳米管因其优异的机械、光学和电学性质，成为了近年来研究的热点之一。结合二氧化钛，可以形成复合材料，通过单壁碳纳米管的导电性和优异光学性质提高二氧化钛的光催化性能，同时增加了复合材料的稳定性和生物兼容性。
二、研究目的
1.合成二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料；
2.对复合材料进行物理、光学、结构表征；
3.测试复合材料的光催化性能，并与纯二氧化钛进行对比，以验证复合材料的光催化性能提高效果。
三、研究内容及方法
1.合成二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料：采用改进的水热法制备二氧化钛纳米颗粒，并通过简单的物理混合方法将其与多壁碳纳米管复合得到复合材料。
2.对复合材料进行物理、光学、结构表征：采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪等技术对复合材料形貌、结构、光学性质进行表征。
3.测试复合材料的光催化性能：采用甲基橙为模型污染物，测试复合材料的光催化性能，分析光催化反应速率、去除率，并与纯二氧化钛进行对比。
四、研究预期成果和意义
1.成功合成二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料；
2.对复合材料进行细致的表征，探究其物理、结构和光学性质；
3.通过光催化实验，验证二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料的光催化性能提高效果；
4.提高二氧化钛光催化性能的同时，使复合材料具有较高的生物兼容性和稳定性，有望应用于环境治理、医学治疗等领域。
五、研究工作计划
1.第一阶段（1-2周）：收集相关文献，了解二氧化钛光催化机理、多壁碳纳米管的制备方法和光学性质；
2.第二阶段（2-4周）：制备二氧化钛纳米颗粒，通过水热法得到二氧化钛/多壁碳纳米管复合材料，并对其进行初步的表征；
3.第三阶段（4-6周）：对复合材料进行物理、光学、结构表征，并探究其光催化性能；
4.第四阶段（6-8周）：对光催化实验结果进行分析，验证复合材料的光催化性能提高效果；
5.第五阶段（8-10周）：总结研究结果，撰写论文。
六、预期研究结果的评价方式
1.复合材料的合成方法简单有效；
2.对复合材料进行的表征结果可靠，有助于深入理解复合材料的物理、结构和光学性质；
3.光催化实验结果可量化表征复合材料光催化性能提高效果；
4.论文撰写严谨、内容充实，符合学术规范。