文档介绍：硕士学位论文开题报告{001}面TiO2光催化剂的制备及其光催化活性研究研究生:冯氏云指导教师:胡芸学号:201020140251学院:环境科学与工程学院专业:环境科学华南理工大学研究生院二〇一二年三月一、摘要论文题目中文{001}面TiO2光催化剂的制备及其光催化活性研究英文ThePreparationofAnataseTiO2with{001}facetsanditsPhotocatalyticalActivity摘要(不超过800字)TiO2的{001}面具有很高的光催化活性,但是由于{001}面具有较高的表面能,大多数可用的锐钛矿晶体主要由热力学稳定的{101}晶面构成,本文以HF为形状控制剂,采用水热法合成{001}面TiO2,以罗丹明B为模型反应物,考察了其在紫外光下的光催化性能,及其不同的光催化条件对反应的影响。关键词中文001面,TiO2光催化剂,光催化活性英文{001}facets/titaniumoxidesPhotocatalytical/PhotocatalyticalActivity1、关键词数量不少于三个;2、关键词之间空一格(英文用/分隔)二、立题依据光催化原理光催化过程是指分子吸收光能后变成激发态而发生各种反应。半导体的基本能带结构是由价带和导带构成的,半导体内存在一系列的满带,最上面的满带称为价带;半导体内亦存在一系列的空带,最下面的空带称为导带;价带和导带之间为禁带。基本的光物理和光化学基本原理已经建立并被很多文献报道[1]。TiO2是一种n型半导体,(锐钛矿型),。,价带的电子跃迁到导带上,从而产生了光生电子(e-)-空穴(h+)对。以下的链反应已经被广泛假定[2]:光激发:TiO2/SC+hν→e-+h+(1)氧气电离吸附:(O2)ads+e-→O2-·(2)水的离解:H2O→OH-+H+ (3)超氧基的质子化:O2-·+H+→HOO·(4)过氧羟基自由基在(4)式中形成,同时也具有净化性质,比如O2,因此延长了光生空穴的寿命: HOO·+e-→HO2-(5) HOO-+H+→H2O2(6)氧化和还原可以同时在光激发半导体催化剂表面发生,如图1。只有氧气消除掉电子而形成超氧自由基,它的质子化形式过氧羟基自由基和后来的双氧水,电子和空穴间才发生复合。[3].(p)光生电子/空穴对,(q)表面复合,(r)体相的复合,(s)半导体表面上电子受体的扩散和还原,(t)半导体颗粒表面底物的氧化。反应产生的羟基自由基(·OH)、超氧离子自由基(·O2-)以及·HO2自由基都具有很强氧化性,能直接把有机物氧化为CO2和H2O等无机小分子。[4]TiO2光催化剂的应用现代工业的发展给人类的生活带来日新月异的变化,但是却给环境带来了很大的污染问题。许多国家投入了大量人力物力用于环境净化材料及环境治理技术等方面的研究和开发[5,6]。TiO2有3种晶体结构:板钛矿型、锐钛矿型、金红石型。TiO2在降解多种环境污染物表现出优异的能力,TiO2光催化剂具有安全无毒,化学性质稳定,能效高,无污染等优点被广泛应用于各个领域[7,8]。其中包括水处理治理,降解各类有机污染物、染料、杀虫