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氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的研究的开题报告

一、选题背景

随着经济的快速发展和城市化的进程，水资源的供应和污水处理成为一个长期而紧迫的问题。有机废水是目前环境问题中比较严重的一种，其中许多有机污染物对人类健康和环境造成极大的危害。光催化技术是一种新兴的有机废水治理技术，在处理有机废水中具有潜在的优势。其中纳米二氧化钛（TiO2）是光催化技术中的一种典型的半导体材料。但是，单一的TiO2光催化技术在降解腐殖酸和有机颜料等高耐性污染物方面存在一些问题，例如催化效率低、选择性差和光对电子和空穴对的快速复合等，因此需要对其进行改性。

二、研究目的

本论文旨在研究氮、硫对纳米二氧化钛光催化降解有机废水的影响，并探究其机理。具体研究目的如下：

1.合成氮、硫改性纳米二氧化钛材料并进行表征。

2.测试氮、硫改性纳米二氧化钛材料在可见光下的光催化降解有机废水的效果。

3.探究氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理。

三、研究内容

1.合成氮、硫改性纳米二氧化钛材料并进行表征：采用水热合成法合成氮、硫改性纳米二氧化钛材料，并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等对材料进行表征。

2.测试氮、硫改性纳米二氧化钛材料在可见光下的光催化降解有机废水的效果：采用氮、硫改性纳米二氧化钛材料对模拟的三苯基甲烷（TBM）有机废水进行光催化降解实验，并利用高效液相色谱仪（HPLC）对TBM催化降解效果进行分析。

3.探究氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理：采用电化学阻抗谱仪（EIS）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-visDRS）等关键技术对氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理进行研究。

四、研究意义

1.探究氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理，能够丰富并完善光催化技术的理论知识。

2.分析氮、硫对纳米二氧化钛光催化活性的影响，为实现高效率、高选择性的光催化去污提供技术支撑和理论指导。

3.研究成果可以为我国有机废水处理技术和装备的提升以及环境保护领域的发展做出积极的贡献。

五、研究方案

1.合成氮、硫改性纳米二氧化钛材料并进行表征。

2.测试氮、硫改性纳米二氧化钛材料在可见光下的光催化降解有机废水的效果：该实验包括设置控制组，对比单一TiO2的催化降解效果，并考察氮、硫掺杂对催化效果的影响。

3.探究氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理：在步骤二的基础上，采用电化学阻抗谱仪（EIS）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-visDRS）等关键技术研究氮、硫改性纳米二氧化钛光催化降解有机废水的机理。