二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的制备及其性能表征的任务书.docx

二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的制备及其性能表征的任务书
一、任务背景
光催化技术是一种绿色环保、高效安全的环保技术，能够有效地将化学污染物转化为无害物质。当前，单纯的二氧化钛光催化剂存在一些问题，如光吸收范围窄、电子-空穴复合速率快等，限制了其应用范围。因此，通过与其他材料复合，制备具有更好光催化性能的复合光催化剂成为了当前的研究热点。
二氧化钛碳纳米管复合光催化剂具有表面积大、电子传输速率快、稳定性好等优点，并被广泛应用于水处理、空气治理等领域。因此，研究二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的制备及其性能表征具有重要意义。
二、任务内容
1.收集与整理相关文献，了解二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的研究现状和发展趋势。
2.制备二氧化钛碳纳米管复合光催化剂，主要包括以下步骤：
（1）制备碳纳米管：采用化学气相沉积法、高温热解法等方法制备碳纳米管。
（2）表面修饰碳纳米管：利用酸、碱、氧化剂等方法对碳纳米管表面进行修饰。
（3）制备二氧化钛碳纳米管复合光催化剂：采用溶胶-凝胶法、浸渍法等方法将二氧化钛颗粒与修饰后的碳纳米管复合。
3.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等手段对制备的复合光催化剂进行表征，主要包括以下内容：
（1）复合光催化剂的形貌特征：观察其表面形貌、粒径分布等。
（2）复合光催化剂的结构特征：分析其晶体结构、晶胞参数等。
（3）复合光催化剂的光学性质：分析其吸收光谱、荧光光谱等。
4.对预制备的复合光催化剂进行光催化活性测试，主要包括以下内容：
（1）光催化降解污染物：选择含有不同化学结构的有机污染物进行降解实验。
（2）考察光催化剂使用的光源种类、光照时间、光强等对其光催化降解效果的影响。
（3）分析光催化降解机理：通过检测形成的中间产物、自由基等，分析光催化降解过程的主要反应机理。
5.总结研究结果，撰写研究报告。
三、任务要求
1.精读和整理相关文献，包括二氧化钛、碳纳米管、溶胶-凝胶法、光催化反应等方面的最新研究成果。
2.掌握制备碳纳米管、表面修饰碳纳米管和制备二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的方法和技术。
3.熟练掌握常见的材料表征手段，如扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等，能够对制备的复合光催化剂进行充分表征。
4.熟练操作光催化降解实验，能够准确测量光催化降解反应体系中的光强、衰减和降解效果等参数。
5.深入分析研究结果，撰写研究报告，准确描述制备的二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的特性和光催化降解机理，并提出进一步研究的建议和展望。
四、任务计划
任务时间：3个月。
1.第1周：阅读相关文献，设计实验方案。
2.第2-4周：制备二氧化钛碳纳米管复合光催化剂。
3.第5-6周：进行复合光催化剂的表征。
4.第7-8周：进行光催化降解实验。
5.第9-11周：分析研究结果。
6.第12周：撰写研究报告。
五、任务成果
1.研究报告，不少于12000字，包括任务背景、研究内容、实验方法、结果、分析和结论等内容。
2.能够准确描述制备的二氧化钛碳纳米管复合光催化剂的特性和光催化降解机理。
3.任务期间制备的复合光催化剂和有关实验记录。