TiO2基复合纳米材料的制备、表征及光催化性能研究的任务书.docx

TiO2基复合纳米材料的制备、表征及光催化性能研究的任务书
任务书：
一、研究背景及意义
随着环境污染的加剧，治理污染成为了全球环境保护的重要任务。光催化技术以其高效、环保等特点成为了治理污染和污染源综合利用的研究热点。在光催化技术中，TiO2作为一种重要的光催化剂，具有良好的稳定性、可再生性和性价比优势，已经被广泛研究和应用。但TiO2的光吸收范围窄，光电转化效率低，制约了其在光催化反应中的应用。
为此，制备TiO2基复合纳米材料成为提高光催化性能的有效方式。TiO2基复合纳米材料通过与其他材料的复合，能够扩大其光吸收范围，提高光电转化效率，从而实现高效光催化。因此，本研究旨在制备TiO2基复合纳米材料，并对其进行表征及光催化性能研究，为光催化技术的进一步发展提供理论和实验基础。
二、研究内容和方法
1.制备TiO2基复合纳米材料。使用溶胶-凝胶法、水热法等方法，探究制备不同形态、形貌的TiO2基复合纳米材料的条件和方法。以碳材料、半导体材料、催化剂等为复合材料，通过改变复合材料的种类和比例，制备多种不同复合材料的TiO2基复合纳米材料。
2.表征复合纳米材料的结构和性质。采用XRD、TEM、SEM、UV-Vis等技术，对制备的复合纳米材料进行结构和性质的表征，探究各种复合材料对TiO2基复合纳米材料结构和性能的影响。
3.研究TiO2基复合纳米材料的光催化性能。以降解有机污染物为目标，对制备的TiO2基复合纳米材料进行光催化性能测试。通过变换光源、反应时间等实验条件，探究复合材料对TiO2基复合纳米材料的光催化性能的影响，并寻找最优化的复合材料组合。
4.研究复合纳米材料的机理。通过对制备的复合纳米材料的机理进行研究，了解复合材料对TiO2基复合纳米材料结构和性能的影响机理，并探明复合材料与TiO2基复合纳米材料之间的相互作用。
三、研究预期结果
1.成功制备多种形态、形貌的TiO2基复合纳米材料。
2.探究复合材料对TiO2基复合纳米材料的结构和性质的影响，并进行详细表征。
3.确定最优化复合材料组合，提高TiO2基复合纳米材料的光催化性能，为复合纳米材料的应用提供理论和实验基础。
4.通过研究TiO2基复合纳米材料的机理，增强对复合材料与TiO2基复合纳米材料之间相互作用机理的认识，为复合材料的应用提供实验和理论基础。
四、研究进度安排
1.前期准备阶段：收集文献资料，研究现有的TiO2基复合纳米材料制备技术，确定研究思路和方法，制定研究计划，并进行实验室安全培训等。（2周）
2.制备TiO2基复合纳米材料阶段：按计划制备多种不同形态、形貌的TiO2基复合纳米材料。（8周）
3.表征复合纳米材料的结构和性质阶段：采用XRD、TEM、SEM、UV-Vis等技术对制备的复合纳米材料进行表征。（4周）
4.研究TiO2基复合纳米材料的光催化性能阶段：以降解有机污染物为目标，制备TiO2基复合纳米材料进行光催化性能测试，并寻找最优化的复合材料组合。（6周）
5.研究复合纳米材料的机理阶段：通过实验研究和文献调查，探究复合材料对TiO2基复合纳米材料光催化性能的影响机理。（4周）
6.论文撰写和答辩准备阶段：完成实验结果的整理、分析和讨论，初步完成论文初稿；前期准备好毕业答辩资料，准备毕业论文答辩。（4周）
总体计划：2+8+4+6+4+4=28周。
五、研究经费预算
1.实验室基本实验费：2000元。
2.实验所需试剂、设备维护、实验动物费用等：4000元。
3.图书资料、论文调阅等费用：500元。
4.总预算：6500元。
六、参考文献
1.Liu,H.,Li,Z.,&Sun,D.(2017).ConstructionofhybridphotoanodebasedonhydrothermallysynthesizedTiO2nanowiresandgraphenewithenhancedphotoelectrochemicalperformance.MaterialsScienceandEngineering:B,215,103-109.
2.Liu,W.,Liu,J.,Chen,F.,&Li,G.(2019).TiO2-basedhierarchicalarchitectures:controllablesynthesisandadvancedapplications.Small,15(36),1900898.
3.Zhang,J.,Zhou,X.,Guo,X.,Wang,K.,&Liu,R.(2019).EnhancingVisible-LightPhotocatalyticPerformanceofTiO2byAg-GNPsCoating.Nanomaterials,9(10),1430.
4.Bai,Y.,Tang,