纳米TiO2材料晶面调控对电子界面迁移和光催化性能的影响开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严峻，其中水污染尤为突出。

半导体光催化技术作为一种绿色环保的污染治理技术，利用太阳光降解有机污染物，为解决环境污染问题提供了新的思路。

tio2作为一种典型的光催化材料，因其优异的光催化活性、化学稳定性、低成本和无毒等优点，被广泛应用于光催化降解有机污染物、光催化制氢等领域。

2. 本选题国内外研究状况综述

tio2光催化材料的研究最早可以追溯到1972年，fujishima和honda首次报道了tio2单晶电极在紫外光照射下分解水的现象，开启了tio2光催化研究的新纪元。

自此之后，tio2光催化材料因其在环境净化、能源转化等领域的巨大应用潜力而备受关注，成为光催化领域的研究热点。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.制备具有不同晶面结构的纳米tio2材料，并对其进行表征；2.研究不同晶面结构对tio2电子结构和光学性质的影响；3.研究不同晶面结构对tio2电子界面迁移的影响，揭示晶面调控对光生载流子分离和迁移的影响规律；4.评价不同晶面结构的tio2光催化降解有机污染物和光催化产氢的性能，并探讨其光催化反应机理。

1. 主要内容

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.制备具有不同晶面结构的纳米tio2材料，并对其进行表征；2.研究不同晶面结构对tio2电子结构和光学性质的影响；3.研究不同晶面结构对tio2电子界面迁移的影响，揭示晶面调控对光生载流子分离和迁移的影响规律；4.评价不同晶面结构的tio2光催化降解有机污染物和光催化产氢的性能，并探讨其光催化反应机理。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用多种实验方法和表征手段来制备、表征和评价不同晶面结构的纳米tio2材料，并研究其电子界面迁移和光催化性能。

1.材料制备：采用水热法、溶剂热法等方法制备具有不同晶面结构的纳米tio2材料。

通过控制反应条件，如反应温度、反应时间、ph值、表面活性剂等，来调控tio2晶体的生长方向，从而获得具有不同晶面暴露比例的纳米tio2材料。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究了不同晶面结构对tio2电子界面迁移和光催化性能的影响，揭示了晶面调控提高tio2光催化活性的机理。

2.结合多种实验方法和表征手段，从电子结构、光学性质、电子界面迁移等多个角度深入分析了晶面调控对tio2光催化性能的影响机制。

3.为设计和开发高效的光催化材料提供了理论依据和实验指导，具有重要的科学意义和应用价值。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘守新, 刘平, 郭烈锦. tio2光催化材料晶面调控及其光催化性能研究进展[j]. 无机材料学报, 2013, 28(6): 565-578.

[2] 施伟岸, 李新勇. 纳米二氧化钛晶面调控及其光催化性能的研究进展[j]. 材料导报, 2019, 33(1): 114-120.

[3] 张莉, 王心晨, 尹龙卫, 等. 晶面异质结构tio2纳米材料的制备及其可见光催化性能[j]. 无机材料学报, 2017, 32(1): 1-10.