GO掺杂的TiO2光催化剂的制备及其对气相甲苯的光催化降解的任务书.docx

GO掺杂的TiO2光催化剂的制备及其对气相甲苯的光催化降解的任务书
一、研究背景及意义
甲苯是一种常见的工业有机溶剂，也是一种挥发性有机污染物。由于其毒性较大，易致癌、致畸等，因此对其的排放和处理引起了广泛关注。传统的甲苯处理方法包括燃烧、吸附、生物降解等，但这些方法存在着能源消耗大、设备成本高等缺点。因此，研究具有高效、可重复利用、环保的甲苯净化方法具有重要的意义。
光催化技术作为一种新型、高效、环保的处理技术，具有显著的优势。其中，以光催化降解有机污染物为主要应用领域之一。光催化剂是光催化反应的核心，因此合适的光催化剂对光催化反应的效率有着重要的影响。
TiO2是一种重要的光催化剂，其光催化剂化学稳定性好、催化效率高、电子结构稳定等优点，已被广泛研究和应用。然而，TiO2在纯净状态下呈现的光催化性能是受限的。为了提高TiO2的光催化性能，人们采用掺杂的方法对其进行改性。其中，掺杂的氮、碳等元素对TiO2光催化性能有较大的提升。
GO(GrapheneOxide)是一种二维碳材料，具有大的比表面积和较好的化学稳定性，在光催化剂的制备方面有着应用潜力。因此，本文以TiO2和GO为原料，采用掺杂法制备GO/TiO2复合光催化剂，并研究该复合光催化剂对甲苯的降解效率和光催化机理，为治理挥发性有机物污染提供一种有效的环保技术手段。
二、研究内容和方法
1.利用水热法制备TiO2纳米颗粒。
2.采用硝酸钛作为钛源，通过水热途径合成TiO2，控制温度、时间等参数得到纳米颗粒。
3.利用还原法制备GO。
4.采用还原氧化法将硝酸钛和GO进行复合，同时掺入一定量的N元素，以提高TiO2的光催化活性。
5.研究复合光催化剂的表征、光催化性能等。
6.借助玻璃反应室，通过紫外光照射和温度控制等方法，研究复合光催化剂对甲苯的降解效率及其光催化反应机理。
三、预期成果
1.成功制备GO/TiO2掺杂光催化剂，对其进行表征，包括形貌、结构、光催化性质等。
2.研究复合光催化剂对甲苯的降解效率，验证其其光催化机理，为治理挥发性有机物污染提供一种有效的环保技术手段。
3.对GO/TiO2复合光催化剂的制备工艺和光催化性能等方面取得研究进展，为通过控制TiO2表面组分和结构，进一步提高光催化剂的分散性、催化剂光学吸收效率等方面提供一定的思路。
四、研究计划和预算
1.研究步骤计划安排
第1-2周：文献调研与文献阅读整理。
第3-4周：TiO2纳米颗粒的制备。
第5-6周：GO的制备。
第7-8周：制备GO/TiO2复合光催化剂。
第9-10周：对复合光催化剂进行表征及光催化性能测试。
第11-12周：研究复合光催化剂对甲苯的降解机理。
第13-15周：数据分析与结果展示。
2.预算
材料费：2000元
设备使用费：1500元
实验耗材费：1000元
总计：4500元
五、研究进展
目前，我们已经对研究的背景和意义进行了充分的探讨，并确定了研究内容和方法。接下来，我们将按照研究计划进行实验操作，充分验证预期成果。同时，还将披露后续的研究进展及结果。