1. 研究目的与意义（文献综述）

光催化技术应用范围广泛，如污水处理、空气净化、太阳能利用、抗菌等。就对化石能源来说，我们面临着日益严重的三大问题，即能源短缺、碳资源短缺以及全球变暖。在生物圈中，光合作用在将co2转化为有机物的同时也将太阳能转化为化学能。但是人类活动将大量的石油、煤和天然气用作能源以及化工原料，而这些化石能源都是远古时期的生物通过光合作用形成的。这些化石能源终将被耗尽，排放巨量的co2到环境中。为了尽快解决以上三大问题，一种最好的方法就是发展实用的通过太阳能将co2转化为可利用的碳氢燃料系统，即人工光合成。而光催化co2还原是人工光合成中最常见的过程之一。

具有较大禁带宽度的n-tio2(eg~3.2ev)由于其卓越的光催化能力(光氧化和光还原能力）、极好的化学稳定性、无毒性和低成本而引起了广泛的关注度。然而，tio2作为光催化材料存在以下缺点：（1）tio2光催化材料的光生电子-空穴对复合几率较高，导致其量子效率降低；（2）tio2光催化材料对太阳能的利用率较低，锐钛矿相tio2的禁带宽度较宽(3.2ev)，仅能吸收利用太阳光中波长小于387nm的紫外光，而紫外光在太阳光中比例大约为4％。因而如何发展和完善具有高光催化活性的tio2光催化剂的制备及其表面改性技术是当前光催化氧化技术商业化所面临和必需解决的一个关键问题。

迄今为止，各种策略已经被用来提高tio2的量子效率及扩展其光吸收范围，如：tio2表面染料敏化、量子点敏化和贵金属敏化、金属离子掺杂和非金属离子掺杂、贵金属沉积、非金属沉积、半导体复合等。其中半导体复合是最为常用的一种策略。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容：

（1） 材料的合成。拟先通过静电纺丝的方法制备得到tio2纳米纤维，再通过水热的方法在纤维上生长biocl。为了寻找催化性能最优异的复合纤维材料，我们准备做不同比例的tio2、biocl复合材料。

（2） 光催化性能的研究。分别对合成的复合纤维材料进行光催化co2还原性能研究，找到性能最佳的tio2/biocl复合纤维材料。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅读文献，明确研究内容，掌握光催化基本原理，确定实验方案，撰写开题报告。

第4-5周：根据既定的实验内容与实验方案进行实验，通过静电纺丝技术合成tio₂纳米纤维。

第6-7周：在已合成的tio₂纳米纤维上进一步实验制备不同比例的tio₂/biocl复合纤维材料；查阅与实验内容相关的文献资料，完成5000字的外文文献翻译。

4. 参考文献（12篇以上）

1.jingjiang，etal，synthesisandfacet-dependentphotoreactivityofbioclsingle-crystallinenanosheets.journaloftheamericanchemicalsociety,2012,134：p.44734476.

2.jundi，etal，carbonquantumdotsmodifiedbioclultrathinnanosheetswithenhancedmolecularoxygenactivationabilityforbroadspectrumphotocatalyticpropertiesandmechanisminsight.mater.interfaces,2015,7(36):p.20111–20123.

3.zhibinfang,etal,constructionofteethlikehomojunctionbiocl(001)nanosheetsbyselectiveetchinganditshighphotocatalyticactivity.mater.interfaces,2014,6(21):p.18423–18428.

4.kanli,photocatalyticfuelcell(pfc)anddyeself-photosensitizationphotocatalyticfuelcell(dspfc)withbiocl/tiphotoanodeunderuvandvisiblelightirradiation.environ.sci.technol,2013,47(7):p.3490–3497.

5.xizhang,etal,generalizedone-potsynthesis,characterization,andphotocatalyticactivityofhierarchicalbiox(x=cl,br,i)nanoplatemicrospheres.j.phys.chem.c:,2008,112(3):p.747–753.

6.j.henlep.nanosizedbiox(x=cl,br,i)particlessynthesizedinreversemicroemulsions.mater2007,19(3):pp366–373.