1. 研究目的与意义（文献综述）
二氧化钛（tio2）作为一种光催化剂在水及空气污染物处理中广泛使用，因其具有化学稳定性好、耐酸碱腐蚀、无毒低成本等优点，成为近年研究的热点。但是tio2的光催化性能仍存在许多限制，其中最主要的就是光生电子-空穴对易复合和对可见光响应较差。目前，掺杂是解决这个问题的主要方式之一，包括非金属元素n、c、s或金属元素mn、fe、cr、co、ag等。非金属元素的掺杂窄化了能带间隙，降低了激发所需的能量，从而提高了可见光的响应范围，但也因其不稳定、易分解等缺点在应用方面受到限制；而金属元素的掺杂抑制了光生电子－空穴对的复合，从而提高了光电转换效率。但金属离子掺入量过小会使光生电子－空穴对不能有效分离，掺入量过高则会增大电子－空穴对的复合几率。
tio2掺杂中常用的是过渡金属元素掺杂，过渡元素的d电子轨道能够有效减小tio2的禁带带宽，从而提高其在可见光下的催化性能。mn元素是研究较多的掺杂元素，因mn与钛原子序数相近且离子半径相差不大，mn离子更易进入二氧化钛晶格中形成掺杂能级；此外，mn的电负性大于ti，吸引电子的能力更强，从而减小了tio2的禁带宽度，更有利于拓宽其光响应范围。
和纳米颗粒相比，二氧化钛纳米管阵列因其能够降低光生电子－空穴的复合率，提高光生电子的转移速度而受到极大的关注，现在得到了广泛的研究。二氧化钛纳米管阵列的制备方法有阳极氧化、溶胶凝胶、磁控溅射和水热法等。相比其他制备方法普遍存在步骤复杂，操作繁琐，对仪器要求高的问题，阳极氧化法优点在于其需要的电压较低，易于控制，可以通过调节电压、电解液浓度以及氧化时间来改变纳米管的尺寸和长度，并且制备出的纳米管阵列高度有序且均匀分布。因此阳极氧化法成为二氧化钛纳米管阵列最常用的制备方法。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
材料设计及构筑：利用二次阳极氧化法制备tio2纳米管阵列，并通过改变阳极氧化条件（电解液中高锰酸钾的量、阳极氧化时间、热处理温度等），有效实现mn掺杂tio2纳米管阵列的可控合成。
材料表征：利用xrd、fe-sem、eds等技术手段分析产物物相、显微结构、管长和管径大小、元素组成及状态。
3. 研究计划与安排
第1——2周：查阅相关文献资料，翻译英文文献，整理资料，在任务书的基础上，设计研究方案和实验技术路线，了解相关的结构和性能的测试方法，完成开题报告。
第3——4周：制备mn掺杂tio2纳米管阵列材料，对其进行结构和物相表征
4. 参考文献（12篇以上）
[1]y y song,p schmuki.modulatedtio2nanotubestacksandtheiruseininterference sensors[j].electrochemistrycommunications,2010,12(5):579-582.
[2]k ubonchonlakate,l sikong,f saito.photocatalyticdisinfectionofpaeruginosabacterial ag-dopedtio2film[j].procediaengineering2012,32:656-662.
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