晶种法制备TiO2薄膜及光催化性能的研究开题报告
2021-12-11 16:31:08
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
随着社会的发展,地球上人口的不断增加,化石燃料的日益枯竭以及废弃物的大量排放,能源与环境问题已然成为我们日常生活中最为现实的问题,世界各国都亟需解决这两大问题。太阳光作为地球上最为普遍,最为清洁的能源,利用太阳光解决这些矛盾成为科研人员重点研究方向,而半导体光催化的发现则为科研人员指明了前进的道路。不论是利用半导体光催化材料在光照下将有机污染物分解氧化成无毒无害物质,抑或是利用半导体光催化促进光能转化,都指明了一条通往未来的道路。国内外研究现状
自从1972年,Fujishima和Honda等人在TiO2半导体单晶电极上观测到水的光解反应,发现了半导体材料重要的“本多--藤岛效应”以来,光催化便得到了普遍的关注。20世纪70年代后期,Fank和Bard二人[2]关于水中氰化物存在下二氧化钛条件下的光分解研究以及Carey等人对于多氯联苯在二氧化钛处于紫外光下的降解研究,有力地促进了光催化的迅速发展。目前,二氧化钛因为其催化活性高,化学性能比较稳定,制备过程简单,无毒,成本低等优点而成为光催化剂中最广泛使用的材料。
我国在“九五”期间对二氧化钛的研究形成了高潮,早在1997年有国家自然科学基金资助,以及可以将二氧化钛光催化剂应用于废水处理中了。随着国内对光催化的逐渐重视,二氧化钛半导体光催化材料的研究得到了迅速地发展。
2. 研究的基本内容
本论文通过气相沉淀法在光洁的玻璃表面生成锐钛矿型二氧化钛薄膜作为晶种层,然后通过水热法在晶种层表面生成所需的金红石型二氧化钛薄膜。
利用X射线衍射仪对其进行晶型表征,在紫外光的照射下分解亚甲基蓝来测试其催化活性。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
本论文使用普通载玻片为基底,以四氯化钛和钛酸四丁酯为主要源材料,采用气相沉淀法和水热法的组合操作,合成二氧化钛薄膜。在紫外光下分解压甲基蓝溶液,用分光计测试其吸光度变化。
在4月15号之前制备出二氧化钛薄膜,明显的衍射图样
4月20号之前测试完催化活性
4. 参考文献
[1]a. fujishima, k. honda, “electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”[j].nature, 1972, 238(5358): 37–38.
[2]fank s n,bard a.j.j[j].phys.chem,1977,81:1484.
[3]carey j h,lawrence j.bull.environ.contam[j].toxicol,1976,16:679.