TiO2的制备及降解室内建材挥发苯的应用开题报告

1. 研究目的与意义

背景：室内空气污染，主要来源于室内建筑装饰材料的挥发，因直接关系到人们的生活、环境质量乃至人类的生存安全，而备受各国政府、社会和科技界的关注。苯作为室内空气主要污染物，虽然其含量较低，但长期作用足以对身体健康产生严重影响，会对人体造成头疼、恶心、皮肤过敏、哮喘等不适，甚至会酿成癌变。加拿大卫生组织调查表明68%的疾病、80-90%的癌症与室内空气污染有关。现行商业化室内VOCs治理技术主要是基于活性碳的吸附技术，受吸附能力、须再生和易产生二次污染的限制，难以满足实际要求。因此开展高效、稳定的VOCs净化新材料、净化新原理和新技术的研究已成为刻不容缓的任务。

目的及意义：本论文开展TiO₂的制备及其降解室内建材挥发苯的应用，通过控制反应温度及后续热处理温度制备出具有不同缺陷浓度的暴露{001}面的锐钛矿型TiO₂纳米片，测试对降解室内建材挥发苯的性能。最终明确反应温度及后续热处理温度对TiO₂降解室内建材挥发苯性能的影响机制，得到高效、稳定的VOCs净化新材料。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：本论文通过控制反应温度及后续热处理温度制备出具有不同缺陷浓度的暴露{001}面的锐钛矿型tio₂纳米片，并测试对降解室内建材挥发苯的性能。

预期目标：明确反应温度及后续热处理温度对tio₂降解室内建材挥发苯性能的影响机制，得到反应温度及后续热处理温度对tio₂纳米片的活性影响报告。

3. 研究的方法与步骤

（1）利用水热法制备不同反应温度的tio₂纳米片：以25ml钛酸丁酯为钛的前驱体，加入3ml、40wt%的氢氟酸溶液混合均匀，调控反应温度分别为80、120和160℃，时间为16h进行水热反应，反应后得到的沉淀物用酒精和蒸馏水抽滤、洗涤。

（2）反应制备的tio₂纳米晶用于光催化、光热协同催化降解室内建材挥发苯活性测试。明确反应温度对tio₂纳米晶降解室内建材挥发苯活性的影响规律，确定最佳反应温度。

（3）根据任务（1）中的最佳反应温度，将任务（1）中制备出的最佳tio₂纳米晶样品进行后续高温处理，马弗炉中400℃高温煅烧3h，升温1h。反应制备好的tio₂纳米晶用于光催化、光热协同催化降解室内建材挥发苯活性测试；

4. 参考文献

[1] m. kong, y. z. li, x.chen, t.tian, p. fang, f. zheng, x. j. zhao, tuning the relative concentration ratio ofbulk defects to surface defects in tio₂ nano crystal leads to highefficient photocatalytic efficiency, j. am. chem. soc. 133 (2011) 16414–16417.

[2] l. thompson, j. t. yates, surfacescience studies of the photoactivation of tio₂-new photochemicalprocesses, chem. rev. 106 (2006) 4428–4453.

[3] l. ren, y. z. li, j. t.hou, x. j. zhao, c. x. pan, preparation and enhanced photocatalytic activity oftio₂ nanocrystals with internal pores, acs appl. mater. interfaces 6(2014) 16081615.

5. 计划与进度安排

（1）2022年3月15日~2022年3月26日，制备反应温度分别为80、120和160℃的tio₂纳米晶并完成xrd测试。

（2）2022年3月26日~2022年4月2日，完成光催化活性测试。

（3）2022年4月2日~2022年4月16日，完成光电流测试。