二氧化钛量子点复合过渡金属氧化物的合成及光电催化性能的研究。开题报告

全文总字数：3659字

1. 研究目的与意义（文献综述）

当今世界，人们面临着能源危机和环境污染等各种问题，迫切需要找到一种清洁高效的能源，氢气因为高热值，燃烧产物是水，对环境无污染，储量丰富，来源途径多，既可以通过化石燃料生产，也可以通过带过分解水得到，且便于储存，方便运输，开始成为重要的新能源，国内外的氢能发展现状来看，近年来，全球每年制氢总量约为5500万吨。氢的产生方式50%来自天然气重整，30%来自重油重整，18%来自煤气化。我国制取氢气的工业体系完善，化石燃料制取氢气占总制取氢气量的96%，由此可见，氢气的产生现今绝大多数都是来源于化石燃料，但化石燃料是不可再生资源，总会有耗尽的一天，所以人们需要找到其他的制备氢气的方式，全球70%的面积都是海洋，且我国海岸线漫长，海洋资源丰富，如果可以利用海水产氢，将会大量减少化石燃料的消耗。

自20世纪70年代Fujishima和Honda 等人通过TiO₂在电解水的过程中产生了光敏作用，从而实现了二氧化钛光催化水分解产生氢气的实验，使得半导体光催化材料得到了迅猛的发展，而这其中，TiO₂是近几十年来的研究热点，是目前应用最为广泛的一种光催化材料，因为在大多数化学环境中具有最佳的光催化活性和稳定性的综合性能。然而TiO₂的光响应范围较窄，只能吸收可见光，并且量子效率低，光激发后产生的光生电子与空穴极易复合，而其储锂储钠性能也由于较高的离子和电子电导率而不太理想，因此寻找一个合适的方法来提高二氧化钛的性能是一个很重要的挑战。而通过不同半导体纳米复合的方法可以提高光的利用率，降低光生电子与空穴复合的几率来提高性能，所以本课题提出通过复合过渡金属氧化物的方式，对TiO₂的光催化效率进一步提高。

2. 研究的基本内容与方案

研究设计的基本内容;

1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；

2．根据研究内容设计实验方案，选择合适的过渡金属材料合成；

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5－8周：按照设计方案进行准备实验，包括光催化剂的合成。

4. 参考文献（12篇以上）

1. j zhang,z-h liu, and z-f liu. acs appl. mater. interfaces 2016,8, 96849691.

2. l pan, s-b wang, j-w xie, l wang, x-w zhang, j-jzou. l. pan nano energy2016, 28, 296–303.