TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究的开题报告.docx

TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究的开题报告

题目：TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究

一、研究背景及意义

随着环境污染日益加剧，光电催化降解技术在环保领域中得到了广泛的应用。TiO2纳米管阵列是一种新型的光电催化材料，因其具有良好的光学性能和化学性能而被广泛关注。但是，纯TiO2纳米管阵列的光电催化性能仍有限，进一步改性是提高其催化性能的重要途径。

本研究将通过改性TiO2纳米管阵列的表面性质和结构来提高其光电催化活性。选择亚甲基蓝作为模拟污染物，研究不同改性方式对其光电降解的影响。研究结果将为光电催化降解技术的进一步发展提供参考和指导。

二、研究内容及方案

1.TiO2纳米管阵列的制备和表征

采用阳极氧化法合成TiO2纳米管阵列，采用扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）等技术对其表面形貌和结构进行表征。通过X射线衍射（XRD）和比表面积测定（Brunauer–Emmett–Teller，BET）等技术对其晶体结构和比表面积进行分析。

2.TiO2纳米管阵列的改性

采用不同的改性方式对纯TiO2纳米管阵列进行改性，包括金属离子掺杂、有机物表面修饰和贵金属修饰等。通过X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-visDRS）等技术对改性后的TiO2纳米管阵列表面性质进行分析。

3.光电催化降解亚甲基蓝

采用自制的光电池对亚甲基蓝进行光电催化降解实验。探究改性方式对TiO2纳米管阵列的光电催化降解活性的影响。通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）和高效液相色谱（HPLC）等技术对反应过程中的吸收和降解产物进行监测和鉴定。

三、研究进度安排

第一年：制备纯TiO2纳米管阵列样品并表征其形貌和结构；选择改性方式，并对改性后的样品进行表征。

第二年：建立光电催化降解实验系统；探究改性方式对样品的光电催化降解活性的影响。

第三年：对反应过程中的吸收和降解产物进行监测和鉴定；分析实验结果并撰写论文。

四、研究预期成果

本研究将探究不同改性方式对TiO2纳米管阵列光电催化降解亚甲基蓝的影响，并进一步提高TiO2纳米管阵列的催化性能。研究结果将发表在国内外权威期刊上，并为光电催化降解技术的应用提供参考和指导。