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TiO2纳米管基催化剂的制备、表征及催化性能研究中期报告

中期报告

一、研究背景

光催化技术在环境净化、能源转化、有机合成等领域具有广泛的应用前景。其中，TiO2催化剂是一种重要的光催化材料，具有良好的光催化性能和化学稳定性。然而，传统的TiO2催化剂存在表面能量不足、光吸收效率低、光生电子空穴复合等问题。为了提高催化剂的性能，近年来研究人员开始将TiO2纳米管、石墨烯、碳量子点等材料与TiO2催化剂结合，以期实现光催化性能的提升。

二、研究内容

本研究旨在制备TiO2纳米管基催化剂，研究其光催化性能，并探究不同合成条件对催化剂性能的影响。具体研究内容如下：

1.合成具有不同晶相、孔结构和形貌的TiO2纳米管，并对其进行表征分析，包括SEM、TEM、XRD、BET等技术。

2.研究TiO2纳米管基催化剂对模型污染物（如罗丹明B）的光催化降解性能，考察不同条件下的光催化反应活性。

3.探究不同表面修饰和载体材料对TiO2纳米管基催化剂性能的影响。

三、研究进展

1.合成了具有不同形貌、孔结构和晶相的TiO2纳米管，其中钛酸丁酯为前驱体，PVP为表面修饰剂，硬模板法为模板合成方法，通过水热处理、离子交换和煅烧等步骤制备得到。

2.对合成的TiO2纳米管进行了表征分析，结果显示所得纳米管表面光亮度好，平均直径为20nm左右，长度为200-800nm。

3.利用罗丹明B为模型污染物，研究了TiO2纳米管基催化剂的光催化性能，结果表明，在紫外光下，TiO2纳米管能有效降解罗丹明B，且孔结构更为广泛的纳米管表现出更好的光催化性能。

四、下一步工作计划

1.进一步改进TiO2纳米管合成方法，以获得更好的光催化性能。

2.探究不同表面修饰和载体材料对TiO2纳米管基催化剂性能的影响，并进行比较研究。

3.分析TiO2纳米管基催化剂的光催化机理，以深入理解其光催化降解污染物的过程。