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纳米氮化钛基复合材料的制备及净水性能研究的开题报告
一、研究背景
水资源是维系人类生存和社会经济持续发展的重要基础，但随着人类活动的不断增加和环境污染的加剧，水资源的供需矛盾日益尖锐，水污染治理已成为全球面临的严重问题。其中，水中微污染物（如有机物、重金属等）对水环境和人类健康的影响日益凸显，如何有效、经济地去除水中微污染物是当前亟待解决的问题。
建立高效、环保的水处理技术是水污染治理的关键。近年来，纳米材料在水处理领域中得到广泛应用，其中纳米氮化钛具有优异的光催化性能和化学稳定性，能够迅速氧化水中的污染物，具有广阔的应用前景。同时，为进一步提高纳米氮化钛的催化效率，近年来研究者将其与其它材料复合制备成复合材料，以期达到更好的水处理效果。
二、研究目的和意义
本文旨在制备一种新型的纳米氮化钛基复合材料，并对其进行结构和性能的表征，进一步探究其在净水领域的应用，具体研究任务如下：
1、制备纳米氮化钛基复合材料；
2、对复合材料的结构和形貌进行分析表征；
3、研究复合材料的吸附性和光催化性能以及影响这些性能的因素；
4、评价复合材料在净水领域中的应用前景。
三、研究内容和方法
1、制备纳米氮化钛基复合材料：
本文将采用溶胶-凝胶法制备纳米氮化钛基复合材料，以钛酸四丁酯、异丙醇和三甲基氨（TEA）为原料，分别通过水热法和沉淀法制备纳米晶氮化钛和二氧化硅，再将其混合至适当的比例，通过溶胶凝胶法制备出纳米氮化钛基复合材料。
2、表征复合材料的结构和形貌：
采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和红外光谱（IR）等手段对制备的纳米氮化钛基复合材料进行表征。
3、研究复合材料的吸附性和光催化性能：
采用紫外-可见光谱法检测复合材料在紫外光和可见光下的光催化活性，并通过分析其吸附等温线和吸附动力学信息来评价其吸附性能。实验中还将研究影响其催化效果的因素，如pH值、溶液浓度等。
4、评价复合材料在净水领域中的应用前景：
最终将对复合材料的性能进行综合分析，并将其应用于高效、环保的净水技术中，探讨其在净水领域中的应用前景。
四、预期成果
1、成功制备纳米氮化钛基复合材料；
2、对复合材料的组成、结构和形貌进行详细的表征；
3、评价复合材料在紫外-可见光催化领域中的性能表现；
4、评价复合材料在净水领域中的应用前景。
五、研究进度安排
本文拟于2022年6月开始，2023年6月完成。
阶段性安排如下：
2022年6月-2022年9月：制备纳米氮化钛基复合材料并进行结构和形貌的表征；
2022年10月-2023年3月：对复合材料的吸附性和光催化性能进行测试，并分析影响其催化效果的因素；
2023年4月-2023年6月：评价复合材料在净水领域中的应用前景，撰写并完成论文。