β-FeOOH/TiO2复合材料的合成及其作为光催化剂性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.国内外研究的概况：

近两年国外纳米二氧化钛的研究主要集中在两个方面：一方面，仍是粉体的制备和研究，只是研究的范围在扩大，测试的手段和理论深度在加强；另一方面，二氧化钛纳米线、纳米管、纳米薄膜、纳米块体材料和纳米复合材料的研究进行到了一定的阶段，应用主要集中在光催化剂性质和太阳能电池方面。在多相催化领域，纳米二氧化钛是典型的光催化剂，无毒，对环境无害，广泛应用于有机物降解、杀菌杀毒、空气、水的净化等方面。

2.本课题研究的意义：

ti0₂作为光催化剂虽然具备很多的优点，像无味、无毒、光稳定性高，热稳定性及化学稳定性好，廉价，重要的是具有较高的光催化活性等，但是tio₂光催化材料光量子效率低，反应过程中反应速率慢。目前光催化技术用于污水处理、环境空气净化的效果还不尽如人意，主要问题是处理的效率、速度、规模和太阳能的利用效率。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标、内容

（1）、以六水氯化铁为铁源、二氧化钛为钛源，采用水热法制备tio₂/β-feooh复合光催化剂。

（2）制备样品的晶型在室温下进行x射线衍射（xrd）分析；制备样品的形貌和微结构用场致扫描电镜（fe-sem）分析。

3. 研究的方法与方案

1.主要研究方法和原理：

（1）水热合成法：水热合成法是指在密闭体系中，以水为溶剂，在一定温度、水的自生压力下，原始混合物进行反应，通常是在不锈钢反应釜内进行。加热温度一般高于100℃，压力大于101.3kpa。在这个密闭体系中，其压力主要依赖于体系的组成和温度。水热条件下发生粒子的成核和生长，生成可控形貌和大小的超细粉体，其制的的粉体，具有晶粒发育完整、晶粒粒径小且分布均匀、无团聚、不需煅烧过程等特点。

水热过程的重要参数主要有溶液的ph值、溶液浓度、水热温度和反应时间等。实际上体系的压强也会影响到产物的性质，但密闭体系中，上述条件确定以后，压强也就确定了，所以压强并不是独立变量。若反应中能产生挥发性物质，或者超过了水的临界点，尽管压力仍旧是上述因素综合作用的结果，但此时需特别指出体系的压强。

4. 研究创新点

将纳米二氧化钛光催化材料进行改性，以制备新型高效的复合光催化剂，使改性的纳米二氧化钛复合光催化技术与相匹配的其他类型高级氧化过程相结合，使在瞬间产生大量的自由基等具有强氧化能力的物种，提高光催化剂的光能利用效率、提高对污染物的处理速度。

5. 研究计划与进展

（1） 本课题已查阅相关资料，对项目的研究目的、研究意义、研究背景及研究现状有了很大的了解，为项目的顺利进展积累了一定的知识。

（2） 已经在教师的指导下对项目的研究内容进行了实验，如产物晶体结构和铁源化合物的联系，甲基橙浓度的测量，光催化降解实验等。