MnO2/TiO2的制备及净化污染物性能开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景：

室内空气污染，主要来源于室内建筑装饰材料的挥发，因直接关系到人们的生活、环境质量乃至人类的生存安全，而备受各国政府、社会和科技界的关注。通过对室内空气质量的检测发现，目前造成室内空气污染最严重、也最普遍的是化学物质的污染，尤其是 vocs的污染。人们居住的环境是出建筑材料和装饰材料所围成的与外环境隔开的微小境，这些材料中很多有机合成材料可向室内空气中释放许多挥发性有机物，例如甲醛、苯、甲苯、醚类、酯类等，有人已在室内空气中检测出500 多种有机化学物质，其中有 20 多种有致癌或致突变作用。有人也认为室内空气污染中挥发性化学物质的污染非常严重，且含量远高于室外。苯作为室内空气主要污染物，虽然其含量较低，但长期作用足以对身体健康产生严重影响，会对人体造成头疼、恶心、皮肤过敏、哮喘等不适，甚至会酿成癌变。加拿大卫生组织调查表明68%的疾病、80-90%的癌症与室内空气污染有关。目前室内空气污染普遍存在且比较严重，室内污染物主要来源于室内环境的装修、装饰，这对于各种类型的室内环境是共性污染源。再者，随着现代化技术、设备的普及，如电脑、复印机、打印机等的使用，给人们的工作、生活带来了极大方便，但也使人们在室内环境中停留时间更长，而且这些办公设备本身也是室内污染物的发生源，所以人们在享受现代化便捷的同时，也要警惕室内空气污染对健康带来的危害。现行商业化室内vocs治理技术主要是基于活性碳的吸附技术，受吸附能力、须再生和易产生二次污染的限制，难以满足实际要求。因此开展高效、稳定的vocs净化新材料、净化新原理和新技术的研究已成为刻不容缓的任务。

光催化氧化技术在处理有毒、难降解有机污染物方面的应用已逐渐成为国内外学者的研究热点。在光催化过程中，目标污染物首先吸附在tio₂表面上，然后发生光催化反应，因此目标污染物在tio₂表面的吸附是决定光催化降解动力学的关键因素之一，特别是污染物浓度为ppm级甚至更低浓度时显得尤为重要。新型tio₂光催化与太阳能热催化相结合的新策略有望在利用可再生太阳能进行环境净化中具有潜在的应用前景

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容：

1.mno₂/tio₂的制备

将tio₂与mno₂相结合，同时我们还将调mno₂/tio₂中mno₂的质量百分数，使mno₂/tio₂的光催化活性达到最佳。

3. 研究的方法与步骤

研究方法、步骤：

（1）tio₂的制备：采用钛酸四丁酯为ti源，添加氢氟酸，采用水热的方法，在180℃反应温度下制备tio₂。反应结束后，将上清液去除，沉淀物收集洗涤，抽滤，洗净后的tio₂沉淀物在烘箱中烘干。样品磨细后保存待用。

（2）mno₂/tio₂的制备： tio₂在装有蒸馏水的烧杯中超声分散。将kmno₄和mn(no₃) ₂加入到悬浮液中，超声15min。然后将烧杯蒙上保鲜膜，在烘箱中反应。反应结束后，抽滤。洗净后的沉淀物在烘箱中烘干12 h。

4. 参考文献

[1] l. ren, y. z. li, h. h. liu, m.y. mao, l. lan, x. j. zhao, uv–vis-infrared light-driven photothermocatalyticsynergetic effect leading to efficient benzene abatement by pt supported onanatase tio₂ with {001} facets. acs appl. energ. mater. 2020,3, 7920#8722;7930.

[2]l. ren, m. mao, y. z. li, l. lan, z. zhang, x. zhao, novel photothermocatalyticsynergetic effect leads to high catalytic activity and excellent durability ofanatase tio₂ nanosheets with dominant {001} facets for benzeneabatement, appl. catal. b environ., 2016, 198, 303-310.

[3] c. ni, j. t. hou, z. wang,y. z. li, l. ren, m. wang, h. yin, w. tan, enhanced catalytic activity of oms-2for carcinogenic benzene elimination by tuning sr² contents in thetunnels. j. hazard. mater., 2020, 398, 122958.

5. 计划与进度安排