光催化甲烷转化低碳烯烃技术的研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，tio2 的光催化性能日益受到人们的重视，由于tio2 具有良好的化学稳定性、抗磨损性、低成本以及可直接利用太阳光等优点，因而在光电转换、光化学合成以及光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的应用前景。

而石墨烯是一种全新的材料，其厚度达到前所未有的小，而且机械强度也非常的高。

同时，它也具有比铜还要高的良好导电性，在导热方面，更是超越了目前已知的其他所有材料，可以预见在未来的纳米电子器件与集成电路，柔性电子器件，超高灵敏传感器等新型电子器件，复合材料，太阳能电池，超级电容，储氢材料等方面具有广泛的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

见文献综述

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：一、TiO2的制备 二、石墨烯的掺杂 三、催化剂的表征 四、光促表面催化反应活性评价实验 研究计划：首先，通过大量正交实验，制备出高活性的纳米级混相TiO2粉末 第二，研究TiO2石墨烯掺杂的最佳工艺条件 第三，将制备好的样品进行表征（XRD、SEM等）第四，将催化剂放入光催化反应器，通过紫外光光照测试甲烷转化效率

4. 研究创新点

甲烷制烯烃催化剂的研究一般主要集中在分子筛催化剂上，而光促甲烷制烯烃的相关报道甚少。

本文设计并制备了一种以TiO2为主，通过掺杂石墨烯来提高催化活性的光催化剂，在光催化反应器中进行气相甲烷和水的光促表面催化反应，结合对催化剂表面形态结构的表征，进一步评价和分析其光催化反应性能。