多壁碳納米管復(fù)合材料的合成、表征及光催化性能研究的開(kāi)題報(bào)告

二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料的合成、表征及光催化性能研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景和研究意義二氧化鈦是一種廣泛應(yīng)用于光催化、防曬、催化劑等領(lǐng)域的功能性材料。但是，二氧化鈦固有的半導(dǎo)體禁帶寬度較大，其吸光能力較弱，導(dǎo)致光催化反應(yīng)效率較低，因此需要尋求一種有效提高二氧化鈦光催化性能的方法。多壁碳納米管因其優(yōu)異的機(jī)械、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。結(jié)合二氧化鈦，可以形成復(fù)合材料，通過(guò)單壁碳納米管的導(dǎo)電性和優(yōu)異光學(xué)性質(zhì)提高二氧化鈦的光催化性能，同時(shí)增加了復(fù)合材料的穩(wěn)定性和生物兼容性。二、研究目的1.合成二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料；2.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行物理、光學(xué)、結(jié)構(gòu)表征；3.測(cè)試復(fù)合材料的光催化性能，并與純二氧化鈦進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證復(fù)合材料的光催化性能提高效果。三、研究?jī)?nèi)容及方法1.合成二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料：采用改進(jìn)的水熱法制備二氧化鈦納米顆粒，并通過(guò)簡(jiǎn)單的物理混合方法將其與多壁碳納米管復(fù)合得到復(fù)合材料。2.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行物理、光學(xué)、結(jié)構(gòu)表征：采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、拉曼光譜儀等技術(shù)對(duì)復(fù)合材料形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。3.測(cè)試復(fù)合材料的光催化性能：采用甲基橙為模型污染物，測(cè)試復(fù)合材料的光催化性能，分析光催化反應(yīng)速率、去除率，并與純二氧化鈦進(jìn)行對(duì)比。四、研究預(yù)期成果和意義1.成功合成二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料；2.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行細(xì)致的表征，探究其物理、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)；3.通過(guò)光催化實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料的光催化性能提高效果；4.提高二氧化鈦光催化性能的同時(shí)，使復(fù)合材料具有較高的生物兼容性和穩(wěn)定性，有望應(yīng)用于環(huán)境治理、醫(yī)學(xué)治療等領(lǐng)域。五、研究工作計(jì)劃1.第一階段（1-2周）：收集相關(guān)文獻(xiàn)，了解二氧化鈦光催化機(jī)理、多壁碳納米管的制備方法和光學(xué)性質(zhì)；2.第二階段（2-4周）：制備二氧化鈦納米顆粒，通過(guò)水熱法得到二氧化鈦/多壁碳納米管復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行初步的表征；3.第三階段（4-6周）：對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行物理、光學(xué)、結(jié)構(gòu)表征，并探究其光催化性能；4.第四階段（6-8周）：對(duì)光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證復(fù)合材料的光催化性能提高效果；5.第五階段（8-10周）：總結(jié)研究結(jié)果，撰寫論文。六、預(yù)期研究結(jié)果的評(píng)價(jià)方式1.復(fù)合材料的合成方法簡(jiǎn)單有效；2.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行的表征結(jié)果可靠，有助于深入理解復(fù)合材料的物理、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性