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TiO2纳米异质结构的制备及其性能优化研究的任务书
任务书：
题目：TiO2纳米异质结构的制备及其性能优化研究
研究背景：
TiO2是一种重要的半导体材料，因其优异的光催化、光电化学和光电催化性能而受到广泛的关注。TiO2基纳米异质结构材料因其结构多样、特殊性质和应用前景而成为研究的热点。TiO2纳米异质结构的制备及其性能优化研究是当前物理化学、材料科学和化学工程等领域的重要问题。
研究内容：
1.TiO2纳米异质结构的制备方法优化：采用物理化学方法，研究TiO2纳米异质结构制备的最优化方法，包括方法对纳米异质结构的形态、尺寸、结构、晶相等参数的影响以及制备工艺中的参数优化和控制。
2.TiO2纳米异质结构的表面修饰研究：采用表面修饰等方法，研究TiO2纳米异质结构表面修饰对其性能的影响，包括对催化性能、电化学性能、光学性能等方面的影响。
3.TiO2纳米异质结构的光催化性能及机理研究：考察TiO2纳米异质结构中裂解光还原机制及光催化效率，寻求提高其光催化效率的措施，探究机理。
4.TiO2纳米异质结构的应用研究：研究TiO2纳米异质结构在光电转换、曝气水处理、环保材料制备等方面的应用性能和效果，为进一步深化其应用提供基础研究支持。
研究方法：
1.利用物理化学方法制备TiO2纳米异质结构，包括溶胶凝胶法、水热法等方法。
2.采用电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等方法对制备的TiO2纳米异质结构进行形貌、结构、晶型等方面表征。
3.采用吸附性能、催化性能测试、电化学性能研究、热重分析等方法对不同条件下制备的TiO2纳米异质结构的性能进行评价。
4.借助紫外可见光谱技术、光电流谱及荧光光谱技术等研究TiO2纳米异质结构的光催化性能及机理，确定其光催化过程的主要影响因素，提高其催化效率。
意义和预期成果：
本研究可以为探索TiO2纳米异质结构的催化机理、优化其催化性能和应用性能提供基础研究数据和理论支持。同时，对于研究TiO2纳米异质结构相关的物理化学和材料科学问题及解决相关环保和能源领域的问题具有重要的意义。预期成果包括：
1.确立一种制备TiO2纳米异质结构的最优化方法，实现控制纳米异质结构形态尺寸、结构、晶相等参数的制备。
2.把表面修饰技术引入到TiO2纳米异质结构的研究中，进一步挖掘表面修饰对纳米异质结构性能的影响规律，解析机理。
3.深入研究TiO2纳米异质结构光催化性能，探讨TiO2纳米异质结构光催化的机制。
4.探究TiO2纳米异质结构在光电转换、曝气水处理、环保材料制备等方面的应用，寻求应用上具有稳定可靠的性能表现的新型TiO2纳米异质结构材料。
参考文献：
1.Gao,J.;Gai,L.;Li,W.;etal.BranchedInterfaceStructureAllo[e-mail]&interfaces2018,10(35),29177–29185.
2.Liu,G.;Niu,P.;Ng,Y.H.;etal.3DHierarchicalMesoporousTiO2–Fe2O3Core–ShellHeterojunctionforEfficientVisible-Light-DrivenPhotocatalysis.Acsnano2015,9(1),132–143.
3.Zhang,F.;Zhao,Q.;Xie,J.;etal.Mussel-inspiredsynthesisofpolydopamine-functionalizedTiO2nanosheetswithenhancedphotodegradationofdyeundervisiblelight.AppliedSurfaceScience2019,464,834–844.