TiO2PAN碳化纳米纤维的制备及其光催化降解腐殖酸的研究的开题报告.docxVIP

TiO2PAN碳化纳米纤维的制备及其光催化降解腐殖酸的研究的开题报告

一、研究背景

随着工业化进程的不断加速，环境污染问题成为人们十分关注的焦点。其中，有机物的污染问题尤为严重。腐殖酸作为一种广泛存在于自然环境中的有机物，不仅难以降解，还会对水体造成严重污染。因此，使用高效的光催化技术降解腐殖酸已经成为环境保护领域的研究热点之一。

纳米材料具有较高的比表面积和特殊的物理和化学性质，因此在光催化降解腐殖酸等环境保护方面具有广泛的应用前景。碳化纳米纤维作为一种新型的纳米材料，其性质优异，制备工艺也已经逐渐成熟。然而，传统的碳化纳米纤维在光催化降解有机物方面还存在一定的限制，因此需要引入其他的材料来提高其光催化性能。

TiO2作为一种广泛应用的光催化材料，具有良好的光催化性能和稳定性。因此，在研究碳化纳米纤维的应用及其光催化性能方面，引入TiO2可能能够取得更好的效果。

二、研究目的

本课题旨在制备TiO2PAN碳化纳米纤维，并探究其在光催化降解腐殖酸方面的应用。具体研究内容包括：

1.制备TiO2PAN碳化纳米纤维，并对其结构、形貌和性能进行表征。

2.研究TiO2PAN碳化纳米纤维在光催化降解腐殖酸方面的性能和机制。

三、研究方案

1.制备TiO2PAN碳化纳米纤维

采用静电纺丝法将聚丙烯腈（PAN）和钛酸丁酯（BT）混合后，制备出PAN/BT复合纳米纤维。然后，在高温条件下，通过碳化反应制备出TiO2PAN碳化纳米纤维。具体反应条件为：900℃、氮气氛围下热处理2小时，然后在空气中煅烧2小时。

2.制备TiO2PAN碳化纳米纤维的表征

采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和比表面积测试仪等对制备的TiO2PAN碳化纳米纤维进行表征，分析纳米纤维的形貌、结构、成分和性能。

3.光催化实验

将制备好的TiO2PAN碳化纳米纤维加入腐殖酸溶液中，然后将混合溶液暴露在紫外线灯下进行光催化降解实验。通过测量腐殖酸溶液的吸光度和总有机碳含量，分析TiO2PAN碳化纳米纤维在光催化降解腐殖酸方面的性能和机理。

四、研究意义

本课题的研究能够探究TiO2PAN碳化纳米纤维在光催化降解腐殖酸方面的应用，并为该材料在环境保护领域的研究提供理论和实践依据。该研究结果还有望为有机物的处理与去除提供新的解决方案，将对环境保护事业起到积极的推动作用。