TiO2表面活性位调控及其对气相甲苯吸附和光催化降解的影响的任务书.docx

TiO2表面活性位调控及其对气相甲苯吸附和光催化降解的影响的任务书
任务书
课题名称：TiO2表面活性位调控及其对气相甲苯吸附和光催化降解的影响
研究背景：
挥发性有机物是大气环境中的重要污染物之一，其中甲苯作为一种典型的挥发性有机物，广泛存在于室内和工业排放源。鉴于其对人体健康和环境的危害，如引起头痛、呼吸道疾病和病变，因此对其的清除和净化成为了研究的热点之一。
光催化技术是一种高效、环保、经济的清除甲苯的方式。而TiO2具有良好的光催化特性，因此成为了研究甲苯光催化降解的主要材料之一。但是，TiO2光催化降解甲苯的效率受到其表面性质的影响，尤其是表面活性位的存在与配置。因此，研究TiO2表面活性位调控及其对气相甲苯吸附和光催化降解的影响具有重要意义。
研究内容：
1.研究不同表面活性位调控方法对TiO2表面活性位配置的影响，包括物理方法（如热处理、酸洗）和化学方法（如离子掺杂、有机分子修饰）等。
2.通过FTIR、XPS、TEM等表征技术分析表面活性位配置的变化和机理。
3.研究不同表面活性位配置对气相甲苯吸附和光催化降解的影响，包括甲苯的吸附量、降解速率、降解效率等性能指标的比较分析。
4.探究TiO2表面活性位配置与光催化活性之间的关系，并寻找优化TiO2表面活性位配置的策略，提高其光催化降解甲苯的效率。
研究方法：
1.采用化学合成和物理制备等方法制备具有不同表面活性位配置的TiO2材料。
2.使用FTIR、XPS、TEM、BET等表征方法研究不同表面活性位配置的TiO2的表面物理化学性质及其机理。
3.设计不同形式和工况的甲苯污染空气平台，通过气相色谱等方法研究不同表面活性位配置的TiO2对甲苯吸附和光催化降解的影响。
4.结合理论模拟和实验结果，找出优化TiO2表面活性位配置的策略，提高其光催化降解甲苯的效率。
研究意义：
1.研究TiO2表面活性位调控及其对气相甲苯吸降解光催化的影响，可以为甲苯的高效清除和空气净化提供新的思路和方法。
2.研究TiO2表面活性位配置与光催化活性的关系，将有助于深入了解TiO2光催化机理和表面催化的基本理论。
3.优化TiO2表面活性位配置的策略，有望推动光催化技术在气相甲苯清除领域的应用和发展。
计划进度：
第一年
1.调研和文献阅读；
2.制备不同表面活性位配置的TiO2材料；
3.对TiO2表面成分和物理化学性质进行表征分析；
4.研究不同表面活性位配置的TiO2对气相甲苯的吸附和光催化降解性能的影响。
第二年
1.优化TiO2表面活性位配置的策略；
2.探究TiO2表面活性位配置与光催化活性之间的关系；
3.理论模拟和实验验证相结合，找到优化TiO2表面活性位配置的最佳方案；
4.初步撰写论文。
第三年
1.论文撰写和修改；
2.论文答辩和检查。
参考文献：
1.Xu,H.;Hou,G.;Xie,H.;Zhang,L.TunableSurfaceActiveSitesofTiO2PhotocatalystsforGas-phaseReactions.EnvironmentalScience&Technology,2018.
2.Li,M.;Sun,J.;Zhang,K.;Cheng,X.;Tan,F.Effectsofsurfaceacid-baseanditsmodificationonthephotocatalyticperformanceoftitaniainthegaseous-phase,JournalofHazardousMaterials,2015.
3.Xie,L.;Li,L.;Cui,H.;Li,X.Understandingsurfaceabilityoftransitionmetal-dopedTiO2forphotocatalyticreductionofCOwithH2O,JournalofEnvironmentalSciences,2021.