1. 研究目的与意义（文献综述）

半导体光催化剂在近年来已经受到了广泛关注，这是由于其在可再生能源科技领域以及环境保护与修复领域存在巨大的潜在进步空间。对太阳能的高效收集和对电荷载流子的重组的抑制是光催化的两个关键方面。异质结构光催化剂的形成是提高光催化活性的一个很有希望的策略, 这也使其光催化活性优于单组分光催化剂。

缺陷对于金属氧化物在化学和物理上的应用至关重要。与通常研究的氧空位相比，n型非掺杂金属氧化物中的工程金属空位仍然是一个巨大的挑战，而金属空位对其物理化学性质的影响则鲜有报道。在此，我们使用最重要且被广泛研究的半导体锐钛矿tio₂，证明金属空位（v_ti）可以很容易地引入未掺杂氧化物中，并且v_ti的存在导致许多新的物理化学性质。以钛酸四丁酯为原料，在乙醇-甘油混合溶剂中溶剂热处理，然后进行热煅烧，合成了锐钛矿。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

材料制备：在乙醇/甘油体积比例3：1的溶液中加入钛酸四丁酯并搅拌均匀后加入反应釜中并在180℃烘箱反应24h得到初步产物，分离出产物后在不同温度下分组热处理得到不同缺陷浓度的产物。

材料表征：粉末x射线衍射（pxrd）分析用于测试表征不同温度热处理后的材料晶相以及结晶度，扫描电子显微镜（sem）表征三维结构，bet多分子层吸附分析用于表征材料的比表面积。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5－8周：按照设计方案进行准备实验，包括光催化剂的合成。

第9－12周：采用xrd、sem等相关仪器对材料进行表征，并测试材料的催化性能。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] crossland, e. j.; noel,n.; sivaram, v.; leijtens, t.; alexander-webber, j. a.;snaith, h. j., nature 2013, 495, 215.

[2] wu s-m, liu x-l, lianx-l, tian g, janiak c, zhang y-x, lu y, yu h-z, hu j, wei h, zhao h, chang g-g,van tendeloo g, wang l-y, yang x-y. and su b-l, homojunction of oxygen andtitanium vacancies and its interfacial n-p effect. adv. mater., 2018, 30,1802173.