钛基类杂石墨烯有机膜的合成及催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

以ti为核心的有机分子膜的结构设计思想在前期的研究工作基础上已经证实，对于结构和能量匹配ti基纳米材料和有机分子来说，在结构导向剂条件下，选择合适的合成制备条件，ti基纳米材料和有机分子，甚至导向剂间能够聚合成稳定且结构对称的类杂化石墨烯的分子结构，并提高ti基有机分子膜的催化性能，因此本课题的研究内容，选择能量匹配的有机分子与ti基纳米材料进行聚合，研究其聚合机理、结构排布与催化性能之间的关系。

在前期工作的基础上，本课题研究的意义和价值在于以下几点：

1、本课题思路突破传统的金属类杂石墨烯合成和物理改性的实验方法，将一种以传统偶联和活性自由基引发聚合的合成思路应用到金属类杂石墨烯有机分子膜合成的反应路径中，提高有机分子膜排列的有序性和整体结构的对称性。

2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容：本课题从提高ti基纳米材料的构效比，拓宽ti基有机分子膜的稳定性使用范围，并提高ti基有机分子膜的催化性能出发，初步考虑研究合成纳米线（或球壳）吡咯类- ti基共轭有机分子聚合膜（g =1～ 3）； 合成过程中，优化聚合条件，包括：物料比，酸度等条件。在合成膜的基础上，研究其催化性能；优化测定条件，包括：酸度，扫描速率等条件。针对催化效果，对合成膜的形状进行表征。

2.2 预期目标：1、合成出1-2个ti基类杂石墨烯有机分子膜，探讨出有机物的合成机理。

2、探讨出ti基类杂化石墨烯有机分子催化性能应用的条件和催化机理。

3. 研究的方法与步骤

3.1、研究方法

3.1.1 在ti基纳米材料的可控合成中，运用水热法或sio2模板法合成出粒径相当的不同形状的ti基纳米材料。

3.1.2 在ti基类杂石墨烯有机膜的可控合成中，运用化学导向氧化法、在线导向电聚合法合成以ti基纳米材料为核心的不同形态的类杂石墨烯有机分子膜。

4. 参考文献

[1]. sandoval, a., zanella, r., klimova, t.e., titania nanotubes decorated with anatase nanocrystals as support for active and stable gold catalysts for co oxidation, 2017. catal. today 282, 140–150.

[2]. sarswat, p.k., mishra, y.k., free, m.l., fabrication and response of alpha-hydroxybutyrate sensors for rapid assessment of cardiometabolic disease risk, 2017. biosens. bioelectron. 89, 334–342.

[3].agilan, p., rajendran, n., in-vitro bioactivity and electrochemical behavior of polyaniline encapsulated titania nanotube arrays for biomedical applications, 2018. appl. surf. sci. 439, 66–74.

5. 计划与进度安排

1.2022年3月01日－3月20日：接受毕业论文任务书，查阅参考文献，完成开题报告。

2.2022年3月21日－4月01日：制定实验方案，做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作。

3. 2022年4月02日－5月24日：考察各因素对合成的影响，找到最优化反应条件,完成实验量的70％左右，接受中期检查。并完成整理归纳实验数据，进行结果分析与讨论，完成毕业论文草稿。