负载型二氧化钛材料的制备及光催化降解染料的研究的开题报告.docx

负载型二氧化钛材料的制备及光催化降解染料的研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着人类工业化生产和生活水平的提高，环境问题逐渐凸显，其中水污染问题是最严重的之一。在有机染料行业，随着染料的制造和使用逐渐增多，染料废水成为水污染的主要来源之一。因此，寻找一种高效，低成本的处理染料废水的方法，已经成为环保领域的热门研究方向之一。
在此背景下，光催化技术因具有高效、低成本等特点，已成为解决染料废水问题的重要手段之一，而负载型二氧化钛材料在其中具有重要地位。负载型二氧化钛材料是近年来发展的一种新型纳米复合材料，其在光催化降解染料废水中具有很高的活性和稳定性。因此，如何制备负载型二氧化钛材料，及其在降解染料废水中的应用研究，对于解决水污染问题具有重要的现实意义。
本研究旨在探究负载型二氧化钛的制备方法，同时结合染料废水中有机染料的降解过程，研究负载型二氧化钛材料在光催化降解有机染料中的应用效果，为提高染料废水处理效率，保护环境做出应有的贡献。
二、研究计划
1.研究目标
本研究的主要目标为：
（1）选取适合的二氧化钛负载材料，制备出具有较高光催化活性的负载型二氧化钛材料；
（2）通过对光催化降解染料废水的实验，研究负载型二氧化钛材料降解染料废水的协同作用；
（3）优化负载型二氧化钛材料的制备工艺及性能，提高其应用效果。
2.研究内容
（1）选取适合的二氧化钛负载材料
目前常用的负载材料有氧化锌、氧化镁、硫酸铁等。其中，氧化锌具有耐热性能好、光催化效率高等优点。因此，本研究将选取氧化锌作为负载材料，制备出具有较高光催化活性的二氧化钛复合负载材料。
（2）制备负载型二氧化钛材料
本研究将首先采用化学气相沉积法制备氧化锌纳米粒子，再以氧化锌纳米粒子为模板，利用水热法将二氧化钛负载在氧化锌表面，制备出负载型二氧化钛材料。
（3）研究负载型二氧化钛材料的光催化性能
利用紫外可见吸收光谱仪和荧光光谱仪等分析测试手段，研究不同制备工艺下，负载型二氧化钛材料的光吸收和光发射性能，从而评价材料的光催化性能。
（4）研究负载型二氧化钛材料的染料废水处理效果
构建染料废水降解实验体系，通过阳离子染料处理实验，研究负载型二氧化钛材料在降解染料废水中的应用效果。
3.研究预期成果
（1）成功制备出性能优良的负载型二氧化钛材料，对染料废水的光催化降解具有较高的活性和稳定性。
（2）研究出不同制备工艺下，负载型二氧化钛材料的光吸收性能和光发射性能，为负载型二氧化钛的性能提高解决问题提供一定的依据。
（3）研究结果将有助于指导负载型二氧化钛材料的工程应用及优化制备工艺，为染料废水处理提供新的技术手段。
三、研究设备和条件
本研究将主要使用以下设备和条件：
（1）化学气相沉积仪
（2）水热反应釜
（3）紫外可见吸收光谱仪
（4）荧光光谱仪
（5）分光光度计
（6）染料废水模拟实验装置
四、研究内容与进度计划
本研究内容与进度计划如下：
（1）2019年7月至2019年8月：文献调研，熟悉二氧化钛负载材料的制备，染料废水的光催化降解原理和影响因素等相关知识；
（2）2019年9月至2019年12月：制备氧化锌纳米粒子，利用水热法制备负载型二氧化钛材料；
（3）2020年1月至2020年4月：研究负载型二氧化钛材料的光催化性能；
（4）2020年5月至2020年8月：研究负载型二氧化钛材料的染料废水处理效果；
（5）2020年9月至2020年12月：数据分析和论文撰写。