TiO2復(fù)合薄膜電極的制備及光電性能研究的開題報告

一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極的制備及光電性能研究的開題報告【開題報告】項目名稱：一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極的制備及光電性能研究一、研究背景及意義隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的加劇，尋求一種新型的可再生、環(huán)保、高效的能源成為研究的熱點(diǎn)。在這個背景下，光電催化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。光電催化利用半導(dǎo)體材料吸收光能將光子轉(zhuǎn)化為電子，在表面吸附活性物種，從而實現(xiàn)光化學(xué)反應(yīng)的過程。其中，納米半導(dǎo)體材料具有比大尺寸半導(dǎo)體更優(yōu)越的光電催化性能，由此引發(fā)對納米半導(dǎo)體材料的研究熱潮。在納米半導(dǎo)體材料中，氧化鈦（TiO2）作為一種具有良好光電催化性能的半導(dǎo)體材料，已廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、光電化學(xué)合成等領(lǐng)域。然而，單一的TiO2光電催化性能存在瓶頸，發(fā)光譜范圍偏窄，電子空穴復(fù)合速率慢，光電轉(zhuǎn)換效率低。為了改善TiO2光電催化性能，工程研究人員開始將TiO2和其他材料進(jìn)行復(fù)合，其中SnO2是一種優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料，與TiO2復(fù)合可進(jìn)一步提高光電催化性能。除此之外，納米材料的一維結(jié)構(gòu)也能夠增強(qiáng)電子傳遞及光吸收性能。因此，制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極并研究其光電性能，將對光電催化領(lǐng)域的發(fā)展有著積極的推動作用。二、研究內(nèi)容、目的及方法1.研究內(nèi)容（1）制備一維納米SnO2納米線及TiO2納米顆粒（2）制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極（3）研究不同復(fù)合比例下一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極的光電催化性能及機(jī)理2.研究目的（1）制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極，研究其組成成分、形貌及光催化性能（2）探究TiO2與SnO2復(fù)合對光電催化機(jī)制的影響（3）提高光電轉(zhuǎn)換效率，尋求一種新型、環(huán)保、高效的能源來源3.研究方法（1）利用溶膠-凝膠法及水解沉淀法制備一維納米SnO2納米線及TiO2納米顆粒（2）采用涂布法制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極（3）通過SEM、TEM、XRD等手段對納米復(fù)合材料進(jìn)行形貌、結(jié)構(gòu)表征（4）對納米復(fù)合材料的光電催化性能進(jìn)行測試和研究三、預(yù)期研究結(jié)果及意義1.預(yù)期研究結(jié)果（1）成功制備一維納米SnO2納米線及TiO2納米顆粒（2）成功制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極（3）研究不同復(fù)合比例下一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極的光催化性能及機(jī)理2.預(yù)期研究意義（1）通過制備一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極，研究其組成成分、形貌及光催化性能，探究TiO2與SnO2復(fù)合對光電催化機(jī)制的影響（2）提高光電催化性能，為光電催化領(lǐng)域提供新的思路及方法（3）為納米制備材料提供新的理論及實驗研究方法四、進(jìn)度安排1.第一階段（2022.3-2022.6）（1）研究SnO2納米線的制備及表征，了解其結(jié)構(gòu)及形貌（2）研究TiO2納米顆粒的制備及表征，探究其結(jié)構(gòu)及形貌2.第二階段（2022.7-2022.12）（1）研究一維納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜電極的制備及表征（2）探究不同復(fù)合比例對電極光催化性能和機(jī)理