论文开题：钴插层四钛酸复合材料的制备及其光催化活性

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　材料科学与工程学院　　 　　专业班级：　　 08应化

课题名称 钴插层四钛酸复合材料的制备及其光催化活性

1、本课题的的研究目的和意义：能源危机和环境污染问题制约着人类文明前进的步伐，而消除环境污染需要消耗大量的能源，这无疑给能源问题带来更大的冲击。借助低能耗、易操作、反应温和、可减少二次污染、可连续工作等优点的光催化环境净化治理技术成为解决该问题的有效方式，因此，开发高性能光催化材料显得尤为迫切。
由于层间域的可调控性，层状半导体能够与各式各样的客体进行自组装，从而制备出种类繁多、性能相对优越的层状复合材料。通过掺杂改性和插层柱撑，材料的比表积面将增大，吸附能力和光催化活性都可得到明显提高[35]。作为重要的半导体光催化剂，K2Ti4O9具有较高的催化活性，在降解有机污染物，光催化领域有较广泛的应用。通过插层柱撑组成复合半导体，复合
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悬浮液之后，加入的客体物质，使其与单分子层重堆积形成…主客主客主…式的钴插层四钛酸基复合光催化材料。拟通过*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等测试手段研究Co离子插入四钛酸层间形成的新型纳米复合材料的结构性质等。进而分析客体物质在基体层间域的存在状态、排列方式和结构分布规律，揭示基-客体间相互作用的基本特征等相关规律。在可见光照射下，以典型的有机染料——亚甲基蓝（MB）为探针，研究材料的光催化活性，考察不同条件下催化剂样品对染料的降解活性，初步探讨半导体光催化材料光催化降解有机污染物的反应机理。

4、拟解决的关键问题：能源危机和环境污染问题制约着人类文明前进的步伐，而消除环境污染需要消耗大量的能源，这无疑给能源问题带来更大的冲击。借助低能耗、易操作、反应温和、可减少二次污染、可连续工作等优点的光催化环境净化治理技术成为解决该问题的有效方式，因此，开发高性能光催化材料显得尤为迫切。



5、研究思路、方法和步骤：本论文首先采用高温固相法合成四钛酸钾，再利用单剥离-重堆积技术，以四钛酸为主体，钴离子为客_备钴插层光催化复合材料。该方法首先以HCl强还原剂与K2Ti4O9反应得质子化物质H2Ti4O9，然后将该质子酸与四丁基氢氧化铵反应生成单分子层悬浮液之后，加入的客体物质，使其与单分子层重堆积形成…主客主客主…式的钴插层四钛酸基复合光催化材料。拟通过*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等测试手段研究Co离子插入四钛酸层间形成的新型纳米复合材料的结构性质等。进而分析客体物质在基体层间域的存在状态、排列方式和结构分布规律，揭示基-客体间相互作用的基本特征等相关规律。在可见光照射下，以典型的有机染料——亚甲基蓝（MB）为探针，研究材料的光催化活性，考察不同条件下催化剂样品对染料的降解活性，初步探讨半导体光催化材料光催化降解有机污染物的反应机理。

6、本课题的进度安排：
2月13日——5月28日：首先采用高温固相法合成四钛酸钾，再利用单剥离-重堆积技术，以四钛酸为主体，钴离子为客_备钴插层光催化复合材料。该方法首先以HCl强还原剂与K2Ti4O9反应得质子化物质H2Ti4O9，然后将该质子酸与四丁基氢氧化铵反应生成单分子层悬浮液之后，加入的客体物质，使其与单分子层重堆积形成…主客主客主…式的钴插层四钛酸基复合光催化材料。拟通过*RD、SEM、UV-Vis、BET、TG、IR等测试手段研究Co离子插入四钛酸层间形成的新型纳米复合材料的结构性质等

7、参考文献：[1] Fujishima A., Honda. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode [J]. Nature,1972,238(5358):37
[2] Carey J.H., Lawrence. J, Tosine H.M. Photodechlorination of PCB’s in the presence of titanium dio*ide in aqueous suspensions [J]. Bull Environ Contam To ……（未完，全文共2934字，当前仅显示1865字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：钴插层四钛酸复合材料的制备及其光催化活性》）