石墨烯-二氧化钛复合材料制备及其光催化降解橙黄Ⅱ染料废水的研究的开题报告.docx

石墨烯-二氧化钛复合材料制备及其光催化降解橙黄Ⅱ染料废水的研究的开题报告
一、研究背景
废水污染已成为制约现代社会可持续发展的主要障碍之一。染料废水是工业排放中主要的有机污染物之一，具有较强的毒性、不易分解等特点，对水环境造成了极大的影响。当前，许多方法被用于处理染料废水，而光催化技术因其高效、环保等优点，逐渐受到人们的关注。
石墨烯和二氧化钛是光催化材料中应用较为广泛的两种材料。二氧化钛因其优异的光催化性能，已成为光催化降解废水中有机污染物的一种主流材料。石墨烯具有良好的导电性、光学性能以及化学稳定性，可以大大提高光催化材料的性能。因此，将石墨烯与二氧化钛进行复合，可以提高其催化性能以及稳定性，使其在光催化降解废水中的应用更加广泛。
二、研究目的
本研究旨在利用石墨烯与二氧化钛复合材料，制备高效、稳定的光催化材料，并研究其光催化降解染料废水的性能。
三、研究方法
1.石墨烯的制备
在石墨烯的制备过程中，采用化学还原法或物理剥离法均可。此处采用物理剥离法制备石墨烯，具体步骤如下：
（1）将天然石墨磨成细粉末；
（2）将粉末置于超声波水浴中分散，制备石墨烯溶液；
（3）在装有溶液的培养皿内铺一层聚乙烯醇薄膜；
（4）将培养皿置于真空下，用橡皮皮筋固定；
（5）在真空下待约一周后，可以获得一定厚度的石墨烯薄膜。
2.二氧化钛的制备
采用水热法法制备二氧化钛，具体步骤如下：
（1）将钛酸四丁酯和水混合，搅拌均匀；
（2）将混合液置于高压釜中，在180℃下水热24小时；
（3）将得到的白色沉淀通过离心，干燥或煅烧，制备二氧化钛。
3.石墨烯和二氧化钛的复合制备
将石墨烯和二氧化钛按一定比例混合，加入适量的去离子水，进行超声处理，制备石墨烯-二氧化钛复合材料。
4.光催化降解染料废水实验
将制备好的石墨烯-二氧化钛复合材料添加到染料废水中，对废水中的染料进行光催化降解实验。
五、研究意义
本研究将利用石墨烯和二氧化钛制备复合材料，探究其在光催化降解染料废水中的性能，为废水处理提供一种高效、环保的技术途径。同时，本研究将对石墨烯和二氧化钛的复合材料进行研究，为其在其他领域的应用提供基础研究。