論文開題：鈷插層四鈦酸復(fù)合材料的制備及其光催化活性

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：　材料科學(xué)與工程學(xué)院　　 　　專業(yè)班級：　　 08應(yīng)化

課題名稱 鈷插層四鈦酸復(fù)合材料的制備及其光催化活性

1、本課題的的研究目的和意義：能源危機和環(huán)境污染問題制約著人類文明前進的步伐，而消除環(huán)境污染需要消耗大量的能源，這無疑給能源問題帶來更大的沖擊。借助低能耗、易操作、反應(yīng)溫和、可減少二次污染、可連續(xù)工作等優(yōu)點的光催化環(huán)境凈化治理技術(shù)成為解決該問題的有效方式，因此，開發(fā)高性能光催化材料顯得尤為迫切。
由于層間域的可調(diào)控性，層狀半導(dǎo)體能夠與各式各樣的客體進行自組裝，從而制備出種類繁多、性能相對優(yōu)越的層狀復(fù)合材料。通過摻雜改性和插層柱撐，材料的比表積面將增大，吸附能力和光催化活性都可得到明顯提高[35]。作為重要的半導(dǎo)體光催化劑，K2Ti4O9具有較高的催化活性，在降解有機污染物，光催化領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。通過插層柱撐組成復(fù)合半導(dǎo)體，復(fù)合
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懸浮液之后，加入的客體物質(zhì)，使其與單分子層重堆積形成…主客主客主…式的鈷插層四鈦酸基復(fù)合光催化材料。擬通過*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等測試手段研究Co離子插入四鈦酸層間形成的新型納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。進而分析客體物質(zhì)在基體層間域的存在狀態(tài)、排列方式和結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，揭示基-客體間相互作用的基本特征等相關(guān)規(guī)律。在可見光照射下，以典型的有機染料——亞甲基藍(lán)（MB）為探針，研究材料的光催化活性，考察不同條件下催化劑樣品對染料的降解活性，初步探討半導(dǎo)體光催化材料光催化降解有機污染物的反應(yīng)機理。

4、擬解決的關(guān)鍵問題：能源危機和環(huán)境污染問題制約著人類文明前進的步伐，而消除環(huán)境污染需要消耗大量的能源，這無疑給能源問題帶來更大的沖擊。借助低能耗、易操作、反應(yīng)溫和、可減少二次污染、可連續(xù)工作等優(yōu)點的光催化環(huán)境凈化治理技術(shù)成為解決該問題的有效方式，因此，開發(fā)高性能光催化材料顯得尤為迫切。



5、研究思路、方法和步驟：本論文首先采用高溫固相法合成四鈦酸鉀，再利用單剝離-重堆積技術(shù)，以四鈦酸為主體，鈷離子為客_備鈷插層光催化復(fù)合材料。該方法首先以HCl強還原劑與K2Ti4O9反應(yīng)得質(zhì)子化物質(zhì)H2Ti4O9，然后將該質(zhì)子酸與四丁基氫氧化銨反應(yīng)生成單分子層懸浮液之后，加入的客體物質(zhì)，使其與單分子層重堆積形成…主客主客主…式的鈷插層四鈦酸基復(fù)合光催化材料。擬通過*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等測試手段研究Co離子插入四鈦酸層間形成的新型納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。進而分析客體物質(zhì)在基體層間域的存在狀態(tài)、排列方式和結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，揭示基-客體間相互作用的基本特征等相關(guān)規(guī)律。在可見光照射下，以典型的有機染料——亞甲基藍(lán)（MB）為探針，研究材料的光催化活性，考察不同條件下催化劑樣品對染料的降解活性，初步探討半導(dǎo)體光催化材料光催化降解有機污染物的反應(yīng)機理。

6、本課題的進度安排：
2月13日——5月28日：首先采用高溫固相法合成四鈦酸鉀，再利用單剝離-重堆積技術(shù)，以四鈦酸為主體，鈷離子為客_備鈷插層光催化復(fù)合材料。該方法首先以HCl強還原劑與K2Ti4O9反應(yīng)得質(zhì)子化物質(zhì)H2Ti4O9，然后將該質(zhì)子酸與四丁基氫氧化銨反應(yīng)生成單分子層懸浮液之后，加入的客體物質(zhì)，使其與單分子層重堆積形成…主客主客主…式的鈷插層四鈦酸基復(fù)合光催化材料。擬通過*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等測試手段研究Co離子插入四鈦酸層間形成的新型納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等

7、參考文獻(xiàn)：[1] Fujishima A., Honda. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode [J]. Nature,1972,238(5358):37
[2] Carey J.H., Lawrence. J, Tosine H.M. Photodechlorination of PCB’s in the presence of titanium dio*ide in aqueous suspensions [J]. Bull Environ Contam To ……（未完，全文共2934字，當(dāng)前僅顯示1865字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：鈷插層四鈦酸復(fù)合材料的制備及其光催化活性》）