以木粉为模板制备二氧化钛复合材料开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:1557字

1. 研究目的与意义

研究意义:

纳米TiO2是一种化学性质稳定、具有氧化分解能力的和超亲水性的材料,其光催化氧化活性较高,来源广泛,可以从地球上的天然钛矿石中得到,是一种对人体无害,且不会引起二次污染的白色粉末。在大力发展绿色环保产业,无疑成为一种最具有潜力的环保型催化剂。将农林废弃物桑树枝条球磨后溶解在NaOH/尿素(Urea)溶液中,溶解的部分作为软模板,未溶部分作为载体,与无机TiO2分子结合制备木粉基复合材料。有着很广泛的应用前景。

研究目的:

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2. 国内外研究现状分析

对纳米TiO2光催化材料在实际工业运用当中的诸多缺陷,国内外近年来开展了相当多的实验研究,采用不同的负载材料为模板、不同的负载方法制备负载型TiO2光催化复合材料,对不同的有机物进行光催化降解性能测试,并有了诸多研究成果。举出其中两例:

解清杰等针对目前光催化中催化效率低的问题,采用溶胶-凝胶法及浸提技术,分别对玻璃片、纤维膜、钢丝网进行TiO2的固定化负载。通过微观形貌进行分析,利用亚甲基蓝为目标污染物,探究制备以及光催化工艺对TiO2催化降解性能的影响及其重复使用效果。结果表明:随着浸涂次数的增加,不同载体的表面TiO2薄膜的微观形貌有所变化,对亚甲基蓝的光催化降解率呈现先增大后稳定的趋势,降解率从大到小为玻璃片、纤维膜、钢丝网,薄膜最优镀膜次数分别为3、4、4次。采用玻璃片镀膜4次所制备的TiO2光催化降解率最高,4 h紫外光降解率可达75. 3%。

M.Tanur等以鱼鳞水提物作还原剂及稳定剂合成纳米铜粒子,由于表面等离子体共振激发,其光催化降解效果更好。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

本课题研究中,对农林废弃物桑树枝条进行充分利用,以胡桑枝条粉为原料,球磨处理后作为制备纳米TiO2的模板,采用水热、煅烧的方法制备TiO2/木粉复合材料。具体做法将桑树枝条球磨后溶解在NaOH/尿素(Urea)溶液中,溶解的部分作为软模板,未溶部分作为载体,与无机TiO2分子结合制备木粉基复合材料,利用热重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)等对其进行表征,并以亚甲蓝的降解率进行光催化性能测试,TiO2/木粉复合材料的研究有着很广泛的应用前景。

研究计划:【大四下学期2019年】

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4. 研究创新点

本次课题研究特色在于以胡桑枝条粉为原料,球磨处理后作为制备纳米TiO2的模板,进而能够对农林废弃物桑树枝条进行充分利用,这是对天然产物负载材料的利用,有利于减少农林废弃物,在一定程度上实现废弃物减量化和资源化。具体做法将桑树枝条球磨后溶解在NaOH/尿素(Urea)溶液中,溶解的部分作为软模板,未溶部分作为载体,采用单因素分析法探究在多个不同条件下木粉与无机TiO2分子结合制备木粉基复合材料,并可能参入其它金属或金属氧化物进行修饰,利用热重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)等对其进行表征,并以亚甲蓝的降解率进行光催化性能测试,以寻求对亚甲蓝最佳降解效率下的制备条件。

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