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TiO2基复合光催化剂的合成及其降解挥发性有机化合物的应用的开题报告
开题报告：TiO2基复合光催化剂的合成及其降解挥发性有机化合物的应用
一、研究背景
挥发性有机化合物（VOCs）因其对人类健康和环境的影响受到广泛关注。传统的治理方法包括物理吸附、化学吸附和生物技术等，但这些方法往往成本高、效率低，难以大规模应用。近年来，光催化技术在VOCs治理领域崭露头角，被认为是一种低成本、高效率的治理方法。
TiO2是最常用的光催化剂，但其本身有着带隙能量高、可见光吸收弱等缺点，限制了其在光催化领域的应用。因此，研究TiO2基复合光催化剂，提高其光催化活性，是当前的热点和难点。
二、研究内容
本研究旨在合成TiO2基复合光催化剂，以提高其在降解VOCs方面的光催化性能。具体研究内容如下：
1.合成各种复合材料，如TiO2/Fe2O3、TiO2/ZnO、TiO2/Ag等。
2.对复合光催化剂进行表征，如XRD、SEM、TEM等。
3.评价复合光催化剂对VOCs的降解效率，并探究其降解机理。
4.探究复合光催化剂的最佳组成和光催化条件，以达到最佳性能。
5.研究光催化过程中的中间产物和光致反应机理，为VOCs的降解提供理论依据。
三、研究意义
本研究将有助于探究TiO2基复合光催化剂的制备方法和降解VOCs的机理，有望为VOCs的治理提供新的解决方案。同时，本研究也有助于提高人们对光催化技术的认识和了解，促进该技术在实际应用中的推广和应用。
四、研究方法
1.合成复合光催化剂：采用溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等方法制备符合要求的复合材料。
2.表征复合光催化剂：运用XRD、SEM、TEM等方法表征复合光催化剂的结构和形貌等特征。
3.降解VOCs：利用紫外光或者可见光源，进行VOCs的降解实验，并通过气相色谱-质谱表征中间产物。
4.分析数据：对实验结果进行统计和分析，得出最佳的复合光催化剂和光催化条件。
五、进度计划
本研究计划在12个月内完成，按照如下计划安排：
1.第1-2个月：文献综述，制定实验计划。
2.第3-5个月：合成TiO2基复合光催化剂，进行表征。
3.第6-9个月：评价复合光催化剂降解VOCs的性能。
4.第10-11个月：研究复合光催化剂的最佳组成和光催化条件。
5.第12个月：总结分析实验结果，撰写论文。
六、预期成果
1.合成TiO2基复合光催化剂，表征其结构与性质。
2.评价复合光催化剂对VOCs的降解效率，探究其降解机理。
3.探究复合光催化剂的最佳组成和光催化条件。
4.提出VOCs治理的新思路和方法。
5.发表学术论文1-2篇，并提交专利申请。
七、参考文献
1.赵玉红,胡文芳.光催化技术在挥发性有机化合物(p-二甲苯)治理过程中的应用[J].化工技术与开发,2007,36(1):47-49.
2.TaoWang,HongxiaoTang,RongfangPan,etal.Gas-phasePhotocatalyticOxidationofVolatileOrganicCompounds:AReviewofCurrentStatusandProspects[J].ChineseJournalofCatalysis,2014,35(7):933-942.
3.VladislavA.Silyukov,AntonA.Safronov,ViktorA.Stavitskiy,etal.ComparativestudyofphotocatalyticactivityofN-dopedandunmodifiedTiO2forthedegradationofvolatileorganiccompounds[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2014,144:480-487.