纳米二氧化钛及其复合材料的制备与性能研究的中期报告.docx

纳米二氧化钛及其复合材料的制备与性能研究的中期报告 中期报告 一、研究目的和意义 纳米二氧化钛（TiO2）及其复合材料是目前研究的热点之一，在环境污染治理、光电催化、电化学储能、生物医药等领域具有广泛的应用前景。然而，纳米TiO2及其复合材料的制备过程中存在一些困难和技术难点，如成本、纯度、稳定性等问题。因此，本研究旨在研究纳米TiO2及其复合材料的制备方法，探究其物理化学性质和应用性能，为其工业化应用提供理论基础和技术支持。 二、研究进展 1.纳米TiO2的制备方法 目前，纳米TiO2的制备方法包括溶胶-凝胶法、水热法、燃烧法、气相法、微波法等方法。本研究选用的是水热法和溶胶-凝胶法。首先，通过水热法制备了纳米TiO2，考察了温度、反应时间、pH值等因素对TiO2纳米粒子形貌和晶型的影响。结果表明，在反应温度为180℃、反应时间为12 h、pH值为8条件下，制备的TiO2纳米粒子平均粒径为20-30 nm，呈球形。同时使用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米粒子，通过不同制备条件的对比研究，优化了制备工艺，制得了平均粒径为15 nm的球形纳米TiO2。 2.纳米TiO2的性质表征 对制备的纳米TiO2进行了XRD、SEM、TEM、UV-Vis等表征，结果表明，所制备的纳米TiO2为单晶锐钛矿相结构，平均粒径为15-30 nm左右，呈球形，其吸收波长范围为300-400 nm。 3.纳米二氧化钛的复合材料研究 在纳米TiO2的基础上，研究了其与其他材料的复合性能。首先，通过水热法合成了Fe3O4/TiO2和ZnO/TiO2复合材料，对其光电催化性能进行了测试。结果表明，复合材料的光电催化活性明显优于纯TiO2，复合材料的吸光度增强，因而提高了其催化活性。同时，还通过溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2和氯化钡（BaCl2）复合材料，研究了其光催化降解亚甲基蓝的性能。结果表明，复合材料光响应性能提高，达到了降解90%以上的效果。 三、下一步工作 1.探究复合材料的光电催化机理，并进一步优化制备工艺，提高光电催化活性。 2.研究纳米TiO2和其他材料的复合性能，扩展其应用领域，如光化学、生物医药等。 3.深入研究复合材料的稳定性和毒性，为其工业化应用提供理论基础和技术支持。 参考文献： 1. 张宝杰. 二氧化钛复合材料的制备与性能研究[D]. 江苏大学硕士学位论文，2018. 2. 葛国庆. 不同方法制备纳米二氧化钛的对比研究[D]. 常州大学硕士学位论文，2019. 3. 葛美玲，杨威. 纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展[J]. 硅酸盐通报，2017，36(10): 2758-2766.