改性二氧化钛材料的制备及光催化性能研究的任务书.docx

改性二氧化钛材料的制备及光催化性能研究的任务书
任务书
1.研究背景
随着环境污染的日益严重，对于高效的污染治理工艺和技术的研究与开发迫在眉睫。在其中，以光催化技术应用最为广泛。光催化技术具有对污染源具有高效治理、无二次污染、不需要添加化学试剂等优点，同时应用于不同领域，如空气净化、水污染治理、光催化有机合成等。
光催化反应涉及材料科学、物理、化学等多方面，其中材料科学起到了至关重要的作用。有机半导体作为新型光催化材料中的一种，可相比传统半导体具有较低的成本、优良的光学性质、大的吸收截面和较寿命等特点。在此基础上，改性二氧化钛材料作为一种广泛应用的光催化剂，取得了重要的进展。
此次研究旨在制备改性二氧化钛材料，研究其物理化学性质及光催化性能，提高其在环境治理中的应用价值。
2.研究任务
（1）采用溶胶凝胶法或水热法制备改性二氧化钛材料。
（2）对制备的材料进行表征，包括结构特征、光物理学性质等。
（3）通过光催化降解亚甲基蓝等污染物研究改性二氧化钛材料的光催化性能。
（4）考虑改性二氧化钛材料的制备工艺、材料性质和应用场景，对改性二氧化钛材料的实际应用展开探讨。
3.研究方案
（1）采用溶胶凝胶法或水热法制备改性二氧化钛材料。
（2）利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征手段，分析制备的二氧化钛材料结构、表面化学状态、光谱性质等。
（3）采用适当浓度的亚甲基蓝模拟有机染料，对改性二氧化钛材料的光催化性能进行评价，考察不同光照时间、光照强度、负载量等因素的影响。
（4）根据研究结果，对改性二氧化钛材料的应用进行预测和展开实际应用探讨。
4.研究内容和要求
（1）要求制备的改性二氧化钛材料质量稳定，纯度高，表面活性位点有一定密度。
（2）要求对制备的改性二氧化钛材料进行细致、全面地表征，包括其结构、表面化学状态、光学性质等。
（3）要求通过对改性二氧化钛材料的光催化性能的研究，掌握其光催化理论，为其实际应用提供理论基础。
（4）要求书写规范、语言清晰、内容真实可靠，结论正确可靠，表述简练明了。
5.研究进度
本次研究的进度大致如下：
时间研究任务
2022.3初步了解光催化理论和实践；确定研究方向、设计研究方案。
2022.4购买并准备实验仪器和药品，进行准备工作。
2022.5-2022.8制备改性二氧化钛材料，并对其进行表征。
2022.9-2022.11通过光催化降解亚甲基蓝等污染物，研究改性二氧化钛材料的光催化性能。
2022.12-2023.1对研究结果进行分析和整理，起草论文。
2023.2-2023.3修改论文。
6.参考文献
[1]施敏，张峰，成线义，氮掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展，化学进展，2011，23（5）：883-892.
[2]Zapata-BenabitheZ,Reynoso-SotoEA,PfeifferH,etal.Nano-TiO2/CuO-modifiedsonocatalystforthesimultaneoussonocatalyticdegradationofsmog-formingvolatileorganiccompoundsandNOx．UltrasonSonochem，2019，50:186-197.
[3]DuanL,WangY,ZhaoX,etal.Theeffectofzero-valentironactivationandmodificationonthephotodegradationperformanceofg-C3N4/Fe3O4．Catalysts，2019，9:31-42.
[4]薛涛，徐建新，张崴，一种硝基芴修饰的二氧化钛光催化剂的制备及催化性能研究，科技展望，2020，5:30-34.