Co3O4/TiO2的制备及催化性能开题报告

1. 研究目的与意义

一、研究背景

当前，能源紧缺和环境污染问题突出，成为制约世界经济和社会发展的重要因素，亟须一种可持续发展方式解决此问题。光催化降解技术是解决污染的有效手段，可以将有机污染物彻底降解成h₂o、co₂等无毒的无机小分子，具有低能耗、高效率、能再生循环使用、不会造成二次污染等优点。

tio₂作为一种n型半导体，具有化学性质稳定、氧化还原性强、无毒无害、便宜等特性成为目前最广泛使用的半导体光催化剂。在紫外线的照射下，当一个具有hv能量大小的光子入射半导体时，电子可有价带激发到导带，并在价带上留下空穴，在导带上留下电子。由于半导体具有缺陷和悬键，这些缺陷和悬键会捕获电子和空穴并阻止电子和空穴的重新复合，使它们分别扩散到微粒的表面，与氧和水相互作用，形成羟基，羟基具有强氧化性，能使tio₂表面的有机污染物降解为h₂o、co₂等无毒的无机小分子。

2. 研究内容和预期目标

一、研究内容

（1）tio₂的制备

（2）co₃o₄/tio₂的制备

3. 研究的方法与步骤

一、研究方法、步骤

（1）tio₂的制备：采用水热合成法，将钛酸四丁酯和氢氟酸混合。反应结束后，沉淀物收集洗涤，并放在烘箱中烘干，样品磨细后保存待用。

（2）co₃o₄/tio₂的制备：将tio₂放在装有蒸馏水的烧杯中超声分散，co/ti摩尔比为0.1。然后将烧杯蒙上保鲜膜，并放入烘箱中反应。反应结束后，沉淀物收集洗涤，并放在烘箱中烘干。磨细后留存一部分样品，另一半样品在马弗炉中煅烧后磨细保存。

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?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

第一阶段（第1～3周）：2月20日～3月12日

文献检索，论文开题，写出开题报告；