二氧化钛/碳量子点复合材料光催化降解甲基橙的研究开题报告

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1. 研究目的与意义

近几年来,我国染料、造纸、化工等行业有了迅猛的发展据统计,我国每年仅染料废水就约有6-7亿吨流入各类水体中。

高浓度染料废水由于其成份复杂、浓度高,色度深,给治理带来了很大困难。

本课题拟采用水热法制备无毒且高效的碳量子点，并将优化的碳点与tio2复合制备新型光催化剂，考察碳点对二氧化钛的改性和应用。

2. 国内外研究现状分析

详见文献综述。

3. 研究的基本内容与计划

主要研究内容：(1)利用柠檬酸和尿素为原料，通过水热合成法合成碳量子点。

并采用扫描电镜（sem）、荧光分光光度仪等表征手段研究不同ph值、氮掺杂量、不同金属离子的条件下碳量子点荧光强度的变化，合成效率较高的蓝光碳量子点。

(2)将合成的碳量子点与二氧化钛负载成光催化剂复合物。

4. 研究创新点

本实验首先通过水热法合成具有独特结构和光学性质的荧光碳点，该碳点可以有效利用太阳光谱，产生快速迁移的载流子，并能发生高效的表面氧化还原反应。

其次将此环境友好型高效荧光碳点和二氧化钛复合，从而扩大二氧化钛的光吸收范围，改善二氧化钛由于带隙宽度较大，而只能吸收仅占太阳光5%的紫外光的现状。

同时碳点与二氧化钛的负载还可以促进光生电荷载流子的分离和迁移，从而实现对整个太阳光区的利用。