河南理工大学-光催化开题报告.doc

河南理工大学本科毕业设计开题报告 题目名称 N掺杂纳米TiO2可见光催化剂的制备及其性能研究 学生姓名 --- 班级 无机非12-4 学号 --- 选题的目的和意义 光催化降解技术作为一种新型的环境治理技术，在一定的条件下可将水中的有机污染物氧化为CO2和H2O等简单无机物，避免二次污染，在有机废水和工业废水处理以及生活用水的治理和新能源的开发利用等方面展现出广阔的应用前景。纳米二氧化钛（TiO2）是一种受到广泛关注的绿色环保材料，其光催化活性高、化学性质稳定、价格低廉而被广泛研究和应用。本实验以钛酸四丁酯为钛源，无水乙醇为溶剂，冰醋酸为抑制剂，采用溶胶-凝胶法来制备纳米TiO2催化剂研究了TiO2样品在煅烧过程的相变，考察了焙烧温度和焙烧时间对纳米TiO2的晶型、晶粒大小、比表面积和催化活性等性质的影响，从而确定了纳米TiO2的最佳制备工艺条件。 TiO2光催化技术在环保领域有着良好的市场前景和社会经济效益。但该领域中还存在着诸多问题需要探讨，首先是TiO2光催化剂的制备工艺问题。本文通过溶胶-凝胶法制备出TiO2纳米粒子，通过光降解模拟污染物罗丹明B溶液，研究掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响，确定最佳的掺杂比例和焙烧温度，探讨掺杂对TiO2纳米晶形貌和光催化活性的影响。、 毕业设计（论文）所用的方法 1.原料可行性分析：冰醋酸，钛酸丁酯，无水乙醇，蒸馏水，硝酸铵等。 2.实验条件可行性分析：实验过程中需要用到旋转蒸发器，升降恒温水浴锅，精密增力电动搅拌器，磁力搅拌器，台式离心机，超声清洗器，丝网印刷机，电子天平，电热恒温鼓风干燥箱等，实验室具备这些实验仪器。 二．实验过程 1.用溶胶凝胶法配置不同掺合比的纳TiO2 2. 样品称量后在不同温度和时间下焙烧 3. 样品的光分析 4. XRD测定 5. 性能测试 利用XRD对纳米晶进行分析：分析所制备的样品是否有晶型，以及有什么样的晶型； 2.光照15分钟到90分钟范围内，白光测定该样品的光催化效果几乎是紫光测定时的两倍。白光测定时的降解率可以高达接近90%左右。由于白光较紫光更接近于太 阳光，所以这个实验研究对更大程度的利用太阳光意义重大。四、主要参考文献与资料 [1] [2]周武艺 曹庆云 唐绍裘 提高纳米TiO2可见光光催化活性研究的进展 [J]. 硅酸盐学报, 2006, 34(7):861-866 [3]赵翠华陈建华龚竹青 半导体TiO2的光催化性能及其应用 [J]. 工业催化，2005, 12:14-20 [4]施利毅. 纳米材料[M]. 华东理工大学出版社. 2007:1-5 [5] Christophe J. Barbe， Francine Arendse，Pascal Comte，Marie Jirousek， Frank Lenzmann, Valery Shklover，and Michael Gra¨tzel ，Nanocrystalline Titanium Oxide Electrodes for Photovoltaic Applications，Journal of the American Ceramic Society，1997. [6] Hara K.，Tachibana Y.，Ohga Y.，Shinpo A.，Suga S.，Sayama K.，Sugihara H.，Arakawa H.，Dye-sensitized nanocrystalline TiO2 solar cell based on novel coumarin dyes ，Sol.Energy Mater.Sol.Cell，2003，7（1）:89-103.[7] Wang P.，Zakeeruddin S. M.，Humphry-Baker R.，Moser J. E.，Gr?tzel M.，Molecular-scale interface engineering of TiO2 nanocrystals:improving the efficiency and stablility of dye-sensitized solar cells，Adv.Mate.2003，15（24）:2101-2104.[8] NareshC .Saha and Hadand G .Tompkins. Titanium nitride oxidation chemistry:An x-ray photoelectron spectroscopy study.J. Appl.Phys.,1992,72(7):3072-3079 五、指导教师审批意见