光催化剂的制备—开题报告
TiO2纳米光催化剂的制备及其性能表征的开题报告
TiO2纳米光催化剂的制备及其性能表征的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速和人类生活水平的提高，环境污染问题日益突出。
其中，空气污染是一个长期困扰人们的问题，尤其是细颗粒物（PM2.5）造成的健康危害愈加明显。
因此研究高效、环保、低成本的空气净化技术成为当今重要的研究方向之一。
纳米光催化技术是目前较为先进的空气净化技术之一。
其中，钛白粉（TiO2）作为一种重要的光催化材料，具有价格低廉、化学稳定、无毒无害等优点，成为纳米光催化材料的重要代表之一。
但是，传统的TiO2微晶体材料的光催化性能较差，主要是由于低光捕获效率和表面缺陷导致的。
针对上述问题，纳米光催化技术被发展出来。
通过将TiO2微晶体控制在纳米尺度下制备出TiO2纳米光催化剂，其具有相对于TiO2微晶体材料更高的比表面积、更强的吸附能力和更快的光反应速率。
因此，纳米光催化技术可以利用光氧化和光还原反应来分解和转化有毒有害气体和溶解性污染物，从而实现空气净化的目的。
二、研究目的和意义本课题主要目的是制备TiO2纳米光催化剂，并对其光催化性能进行表征，为进一步研究空气净化提供一种新的思路和方法。
具体研究内容包括：1.以不同合成方法制备TiO2纳米光催化剂。
2.通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的TiO2纳米光催化剂进行形貌、结构、晶相等的表征。
3.利用偏光显微镜（PLM）、X光光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段对制备的TiO2纳米光催化剂的光催化性能进行评价和表征。
通过研究TiO2纳米光催化剂制备和性能表征，将有助于探索新型高效空气净化技术，为环境保护和人类健康作出更多的贡献。
三、研究内容和方法3.1 研究内容（1）合成TiO2纳米光催化剂的不同方法的比较研究（2）对制备的TiO2纳米光催化剂进行形貌、结构、晶相等的表征（3）对制备的TiO2纳米光催化剂的光催化性能进行评价和表征3.2 研究方法（1）制备TiO2纳米光催化剂同时采用水热法、气相法和氧化钛溶胶凝胶法等不同方法制备TiO2纳米光催化剂，根据不同制备条件比较不同方法的差异。
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
1.研究背景及意义
光催化技术是一种应用广泛的绿色环保技术，可以应用于水处理、废气治理、污染物降解等许多领域。
可见光响应型光催化剂是一种新型的光催化剂，具有高效率、
低成本、易制备等优点，已经被广泛研究和应用。
本研究旨在制备一种高效的可见光响应型光催化剂，并研究其结构、光催化性能、稳定性等方面的特性。
通过深入了解其性能，在实际应用中可以提高光催化技术的效率，同时促进环境保护和可持续发展。
2.研究内容及方法
本研究将通过以下方法进行：
（1）制备可见光响应型光催化剂：选用适当的前驱体、外加剂、还原剂等，采
用水热法、共沉淀法等方法制备可见光响应型光催化剂。
（2）表征光催化剂的结构：采用XRD、SEM、TEM等技术对光催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌等特性。
（3）研究光催化剂的性能：采用光催化反应器进行光催化实验，研究光催化剂
的吸附性能、光谱性质、光催化性能等方面特性。
（4）优化制备工艺并提高催化效率：根据上述结果进行催化剂性能的优化，以
提高催化效率、稳定性和实际应用的可行性。
3.研究预期结果
本研究预计可以制备出一种高效的可见光响应型光催化剂，该光催化剂具有较好的稳定性和催化效率，在污染物降解、环境污染控制等方面具有潜在应用价值。
同时，该研究也将进一步深化对光催化机理和催化效应的理解，为光催化技术的进一步发展
提供有力支持。
WO3BiVO4复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能研究的开题报告
WO3BiVO4复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能研究的开题报告一、研究背景随着环境问题日益突出和能源需求的增加，光催化技术因其可以高效降解有机污染物和利用太阳能等优势而备受研究者的关注。
然而，传统的光催化材料如TiO2等在可见光区的光吸收能力较弱，限制了其在可见光光催化方面的应用。
因此，研究新型可见光催化剂成为了当前的热点和难点之一。
WO3和BiVO4是两种优秀的光催化材料，它们的吸光谱在可见光区域均有较高的吸收率。
由此，将它们复合起来制备成WO3BiVO4复合光催化剂具有很大的潜力。
二、研究目的和意义本次研究旨在制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其可见光光催化性能进行研究，探究其在环境净化和能源利用等方面的应用潜力。
具体目标如下：1. 制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其性质进行表征。
2. 研究WO3BiVO4复合光催化剂的可见光吸收和光催化性能，测定其在降解有机污染物方面的活性和稳定性。
3. 探究WO3BiVO4复合光催化剂在太阳能利用和环境净化等方面的应用潜力。
三、研究内容和方法1. 材料制备：采用共沉淀法制备WO3BiVO4复合光催化剂。
2. 性质表征：利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对复合光催化剂的形貌、结构、晶相等进行表征。
3. 光催化实验：采用比色法测定复合光催化剂在可见光照射下降解亚甲基蓝等有机污染物的活性。
利用光电化学池测试复合光催化剂的光生电化学性能和稳定性。
四、研究进度安排1. 文献调研和理论学习（已完成）：对可见光光催化理论和相关文献进行详细的调研和学习，了解现有的研究进展和研究方向。
2. 材料制备和性质表征（进行中）：根据实验方案，制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其形貌、结构等进行表征。
3. 光催化实验（待开展）：测定复合光催化剂在可见光照射下的催化活性和光生电化学性能。
4. 数据分析和结果讨论（待开展）：根据实验结果进行数据分析和统计，并对结果进行深入讨论。
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制的开题报告
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制的
开题报告
一、研究背景和目的
光催化技术是一种高效、绿色、可持续的新型环境治理技术，被广泛应用于污水处理、空气净化、有机废气处理、卫生间除臭等领域。
光催化剂是光催化技术的关键材料，其表面结构、物理化学性质以及光催化活性的调控是目前光催化技术研究的热点话题。
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制研究是本课题的主要研究方向。
本研究旨在通过制备不同形貌和尺寸的光催化剂，探究其在光催化反应中的性能，揭示调控光催化活性的机制。
二、研究内容和方法
1. 制备不同形貌和尺寸的TiO2光催化剂。
采用水热法、溶胶凝胶法、氧化物还原法等方法，在不同条件下制备不同形貌和尺寸的TiO2光催化剂。
2. 表征制备的光催化剂。
采用电子显微镜、X射线衍射、BET比表面积分析仪、紫外-可见吸收光谱仪等多种方法，对制备的光催化剂进行形貌、结构、比表面积、光学性能等多角度表征。
3. 调控光催化活性的机制研究。
通过气相检测仪、色谱仪等手段，研究光催化反应的机理，并探究不同形貌和尺寸的光催化剂在光催化反应中的性能差异。
三、研究意义
本研究将为探究光催化活性的调控机制提供新思路和新方法，为光催化技术的应用和发展提供重要的理论和技术支持。
同时，本研究所得到的不同形貌和尺寸的光催化剂也具有广泛的应用前景，可用于环境污染物的高效降解、太阳能电池的制备等领域。
TiO2系纳米光催化剂的制备及其表征的开题报告
TiO2系纳米光催化剂的制备及其表征的开题报告一、研究背景纳米材料技术的迅速发展，为环境治理和资源利用提供了新的手段和技术。
光催化技术是利用光生电荷在催化剂表面发生氧化还原反应的过程，实现有害物质降解和资源回收的环境治理技术。
纳米光催化剂作为一种新型的催化剂材料，因其比传统催化剂具有更大的表面积和更高的催化活性，广泛应用于环境污染治理、新能源开发等领域。
TiO2是一种常用的光催化剂材料，具有良好的光稳定性、生物相容性，不易受到水和氧的影响等优良性质，因此被广泛应用于光催化降解有机污染物、水处理、空气净化等方面。
然而，由于TiO2的带隙能较大，仅能吸收紫外光，光子利用效率不高，对于一些有机物的降解效率较低，故需要制备能吸收可见光的TiO2系纳米光催化剂。
二、研究内容本研究将采用溶胶-凝胶法制备TiO2系纳米光催化剂，并通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和比表面积等表征手段对其进行表征。
具体包括以下研究内容：1.优化溶胶-凝胶法制备TiO2系纳米光催化剂的工艺参数，确定最佳工艺条件。
2.采用FESEM和TEM等手段对所制备的TiO2系纳米光催化剂的形貌、尺寸和球形度进行表征；通过XRD分析其晶体结构；通过UV-Vis DRS测试其光学吸收性能，探讨制备的TiO2系纳米光催化剂是否具有吸收可见光的能力；通过比表面积测试手段测试其比表面积，判断是否具有较高的催化活性。
三、研究意义本研究将在溶胶-凝胶法制备TiO2系纳米光催化剂方面进行深入探讨和研究，对于提高TiO2系纳米光催化剂的催化效率和光子利用率具有重要的实际应用价值，可用于空气净化、废水处理等领域的环境治理中，具有很强的工程应用前景。
Ag3PO4光催化剂的制备、表征及可见光催化性能研究的开题报告
Ag3PO4光催化剂的制备、表征及可见光催化性能研究的开题报告一、选题背景和意义随着环境污染日益加剧和能源危机的不断加剧，利用可再生能源和绿色技术来处理废水和废气成为了迫切的需求。
光催化技术具有广泛的适用性，并且具有高效、低成本的优势，因此受到了广泛的关注。
光催化反应需要催化剂作为催化剂，因此制备和研究高效的光催化剂对于光催化技术的发展具有重要意义。
二、研究内容和目标本研究将以Ag3PO4为研究对象，制备Ag3PO4光催化剂并进行表征，探究其可见光催化性能。
主要研究内容包括以下方面：1）利用共沉淀法制备Ag3PO4光催化剂；2）采用X射线衍射谱（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段对Ag3PO4进行表征；3）探究Ag3PO4的可见光吸收能力、光生电子-空穴对复合速率等性能指标；4）利用Ag3PO4光催化剂处理废水中的污染物，探究其可见光催化降解效果和稳定性。
三、研究计划1）文献调研：了解Ag3PO4的制备方法、表征方法和催化性能等相关信息；2）实验制备Ag3PO4光催化剂：采用共沉淀法制备Ag3PO4，探究不同制备条件对催化剂性能的影响；3）表征催化剂：采用XRD、TEM、UV-Vis DRS等手段对Ag3PO4进行表征；4）评价催化剂催化性能：考察Ag3PO4光催化剂的可见光吸收能力、光生电子-空穴对复合速率等指标；5）利用Ag3PO4光催化剂处理污水：采用甲基橙和罗丹明B等污染物进行降解实验，探究其催化降解效果和稳定性。
四、预期成果和意义1）成功制备Ag3PO4光催化剂，并对其进行表征；2）探究Ag3PO4光催化剂的可见光催化性能；3）对比Ag3PO4催化剂和其他光催化剂的催化性能，分析其优缺点；4）为污水处理提供一种高效、低成本、环保的方法，为光催化技术的发展提供新思路和新途径。
五、可行性分析Ag3PO4光催化剂是一种有效、低成本的光催化剂，已在多种废水处理中被应用。
Zn2GeO4光催化剂的制备及其光催化性能研究的开题报告
Zn2GeO4光催化剂的制备及其光催化性能研究的开题报告题目：Zn2GeO4光催化剂的制备及其光催化性能研究一、研究背景随着环境污染问题的日益严重，光催化技术作为一种新型的净化技术备受研究者的关注。
其中，半导体光催化剂因其简单易得、高效绿色等特点成为研究热点。
Zn2GeO4作为一种半导体纳米材料，其在光催化领域也备受关注。
因此，对Zn2GeO4光催化剂的制备及其光催化性能进行研究，具有非常重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究目的本研究旨在制备出高纯度的Zn2GeO4光催化剂，通过一系列的表征手段对其物理化学性质进行分析，并通过光催化实验对其催化性能进行评价，为其在环境净化、水解分解等领域的应用提供理论基础和实验依据。
三、研究内容1. 利用微波固相法制备Zn2GeO4光催化剂，并通过XRD、SEM、TEM等手段对其进行表征。
2. 优化制备工艺，寻求制备高纯度、高结晶度的Zn2GeO4光催化剂的方法。
3. 利用紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱等手段对其光电性能进行表征。
4. 进行光催化实验，探究Zn2GeO4光催化剂在降解污染物方面的催化性能。
5. 探究Zn2GeO4光催化剂的合成机理和光催化反应机制。
四、研究意义1. 为环境污染治理提供一种新型的净化技术和绿色清洁能源。
2. 对Zn2GeO4光催化剂的制备方法、催化性能等进行系统研究，为其在相关领域的应用提供理论支撑和实验依据。
3. 为半导体光催化领域的研究提供新思路和新方向。
五、研究计划1. 第一年：通过微波固相法制备出Zn2GeO4光催化剂，并进行表征及基础性质研究。
2. 第二年：优化制备工艺，寻求制备高纯度、高结晶度的Zn2GeO4光催化剂的方法，并对光电性能进行表征。
3. 第三年：进行光催化实验，探究Zn2GeO4光催化剂在降解污染物方面的催化性能，并探究其反应机制。
4. 第四年：分析研究所得结果，总结归纳，撰写论文，进行学术报告。
六、预期结果1. 成功制备出高纯度、高结晶度的Zn2GeO4光催化剂。
BiVO4新型光催化剂的制备及性能研究的开题报告
BiVO4新型光催化剂的制备及性能研究的开题报告
题目：BiVO4新型光催化剂的制备及性能研究
一、研究背景
随着环境污染日益加重，光催化技术因其高效、环保的特点，成为
了解决环境污染问题的重要手段之一。
然而，传统的TiO2光催化剂仅能够利用紫外光谱段的光线进行催化反应，而氧化钙（CaO）、氧化锌（ZnO）和氧化铁（Fe2O3）等光催化剂存在光损失较大等不足之处，因此需要开发新型的光催化剂。
BiVO4作为一种具有良好光催化性能的半导体材料，近年来备受关注。
它具有较宽的光吸收范围（380-550 nm），优异的光催化性能和良
好的热稳定性等优点，可以被用于处理废水中的有机污染物和有害物质。
因此，本研究旨在制备BiVO4新型光催化剂，并研究其光催化性能。
二、研究内容和方法
本研究拟采用水热法和溶胶-凝胶法分别制备BiVO4光催化剂。
通过改变反应条件和控制合成过程中的影响因素，得到不同形貌和结构的BiVO4。
所得产物将通过X射线衍射仪、透射电子显微镜等多种表征手段进行表征和分析。
接着，利用紫外/可见光分光光度计测试BiVO4的光催化性能。
以罗丹明B为模型污染物，考察BiVO4光催化剂的降解性能，探究其降解机
理和影响因素等。
三、研究意义
本研究将制备一种新型的BiVO4光催化剂，并探究其光催化性能和
降解机理，对于解决环境污染问题具有一定的实际应用价值。
同时，本
研究将为BiVO4的制备和应用提供新的思路和方法。
复合纳米光催化剂制备及性能研究的开题报告
复合纳米光催化剂制备及性能研究的开题报告一、研究背景近年来，纳米技术已经成为了许多领域的一个热门研究方向，其中包括光催化领域。
纳米光催化剂因其高比表面积和特殊的电子、结构和表面性质，已经成为了一种有潜力的治理环境污染和能源转换的新型材料。
多种纳米材料与光催化有关，包括金属、半导体和复合材料纳米结构。
复合纳米光催化剂除了有纳米颗粒固有的高比表面积和物理、化学特性，还融合了助催化剂或载体等多种材料的特性，对一些有害物质的光催化处理效果更为明显。
因此，复合纳米光催化剂已成为当前研究领域的热点。
二、研究内容本研究的目的是制备一种复合纳米光催化剂，通过变量调节和分析材料的特性，研究该催化剂的性能和应用，从而拓展其在环境治理和能源转换等领域的应用。
具体来说，本研究的内容包括：1. 挑选合适的催化剂材料：本研究将根据具体应用，选择合适的纳米催化剂材料，如常见的二氧化钛、氧化铁等，同时也会探究一些新型的材料。
2. 制备复合纳米光催化剂：本研究将通过化学还原、水热等方法制备复合纳米光催化剂，并探究不同制备方法对材料结构和性能的影响。
3. 分析催化剂特性：本研究将通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等方法，分析催化剂的形貌、晶体结构、吸收光谱等特性，为进一步探究催化剂的性能提供依据。
4. 研究催化剂性能：本研究将探究复合纳米光催化剂在有机物分解、气体分解、水分解等方面的催化性能，如活性、稳定性，从而评估催化剂对环境治理和能源转化的应用潜力。
三、预期结果通过对复合纳米光催化剂的制备、表征和性能研究，本研究预期将得出以下结论：1. 制备了一种复合纳米光催化剂，该催化剂具有一定的纳米结构和生物材料的特征，同时还能在有机物分解和水分解方面表现出显著的催化性能。
制备方法越简单，所得催化剂的催化效果越好。
2. 材料的微观结构和物理化学性质对催化剂的催化活性和稳定性有很大影响。
3. 该催化剂对有机物分解和水分解反应的催化效果优于单一的纳米催化剂材料。
光催化剂的制备—开题报告
光催化剂的制备—开题报告.doc目录1 文献综述 ..................................................................... . (1)1.1 光催化材料发展概况 ..................................................................... (1)1.1.1 光催化材料的起源与种类 ..................................................................... . (1)1.1.2 改善光催化材料性能的主要方法 (2)1.2 目前光催化技术的应用 ..................................................................... .. (3)1.3 TiO光催化材料存在的问题与展望 ..................................................................... ...... 4 22 研究目的和意义 ..................................................................... .. (5)3 研究内容 ..................................................................... .. (5)5 进度计划 ..................................................................... .. (6)参考文献 ..................................................................... (6)1 文献综述1.1 光催化材料发展概况1.1.1 光催化材料的理论基础与种类[1]自1972年，Fujishima等在Nature上发表的论文揭开了研究光催化技术的序幕。
TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究的开题报告
TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究
的开题报告
题目：TiO2基可见光催化剂的制备及其光催化机理的研究
一、研究背景和意义
随着环境问题日益突出，光催化技术作为一种环保、高效的技术逐
渐受到关注。
TiO2是一种现有的光催化材料，但其只能响应紫外光，应
用范围受到限制。
因此，制备能够响应可见光的TiO2催化剂具有重要的研究意义。
二、研究内容和研究方法
本研究将采用溶胶-凝胶法（sol-gel）制备可见光响应的TiO2催化剂。
同时，利用多种表征技术（如XRD、SEM、UV-Vis等）研究不同条件下
制备的TiO2催化剂的结构、形貌及光学性能。
通过反应动力学等测试方法，研究其对某些有机污染物的光催化降解作用以及其光催化机理。
三、研究预期成果
本研究将制备得到一种可见光响应的TiO2催化剂，并对其结构、形貌及光学性能进行详细研究。
通过对有机污染物进行光催化降解实验，
探究其催化机理，期望能为开发更高效的可见光催化材料提供参考。
四、研究难点和可能解决办法
难点：可见光响应催化剂的制备和表征，光催化降解机理的研究。
解决办法：采用溶胶-凝胶法可以制备出较纯的TiO2催化剂，结合
多种表征技术对样品进行全面的表征。
光催化降解机理的研究可以通过
对反应动力学的测试和有关催化反应机理的文献调研来解决。
五、研究结论和意义
本研究将为TiO2催化剂的开发提供重要的参考，同时提高了对光催化降解机理的认识，在环保领域具有广泛的应用前景。
两种新型纳米光催化剂的制备及其光催化性能的研究的开题报告
两种新型纳米光催化剂的制备及其光催化性能的研究的开题报告1. 研究背景随着环境污染问题的日益严重，人们对净化空气、水和土壤等方面的需求越来越迫切。
光催化技术具有高效、经济、无副产物等优点，近年来已成为环保领域研究的热点。
纳米光催化剂作为一种新型的光催化材料，具有较高的光催化活性和稳定性，因此在环保领域具有广泛的应用前景。
本研究旨在制备两种新型纳米光催化剂，探究其制备工艺及光催化性能，为环境污染治理提供新的解决方案。
2. 研究内容本研究拟制备两种新型纳米光催化剂，具体包括以下内容：（1）制备银/氧化铁纳米光催化剂。
采用共沉淀法制备氧化铁纳米晶，并通过还原法制备银纳米颗粒，将其表面修饰在氧化铁晶面上，制备银/氧化铁纳米光催化剂。
（2）制备碳纳米管/氧化钛纳米光催化剂。
采用水热法制备氧化钛纳米晶，并通过化学气相沉积法制备碳纳米管，将其包覆在氧化钛表面，制备碳纳米管/氧化钛纳米光催化剂。
（3）采用紫外–可见吸收光谱仪、扫描电镜、透射电子显微镜等测试手段，表征两种纳米光催化剂的物理化学特性，包括结构、形貌、粒径、晶体结构等。
（4）利用可见光谱光度计测试两种纳米光催化剂的吸收性能，探究其吸收谱的变化规律。
（5）利用甲基橙、罗丹明B等有机染料模拟有机废水的污染物，测试两种纳米光催化剂的光催化降解效果，比较其性能优劣。
3. 研究意义本研究旨在探究两种新型纳米光催化剂的制备工艺及光催化性能，为环境污染治理提供新的解决方案。
通过对比两种纳米光催化剂的性能优劣，为后续的环保研究提供理论依据和参考。
同时，本研究所涉及的制备工艺和测试技术也具有一定的创新性和实用性。
二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂的制备及研究的开题报告
二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂的制备及研究的开
题报告
一、研究背景和意义
光催化技术是一种利用光催化剂协同光能和化学能转化的技术，具
有高效、节能、环保等优点，被广泛应用于环境治理、能源利用等领域。
二氧化钛是一种常用的光催化剂，但其光电转化效率低，限制了其在实
际应用中的应用。
石墨烯是一种新型的二维材料，具有高导电性、高导
热性、高机械强度等特点，被广泛应用于电子、光电、催化等领域。
以
石墨烯为载体制备二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂，可以进一步提高二
氧化钛的光电转化效率，提高光催化活性。
因此，该研究对于提高光催
化技术的应用效果，探究新型光催化剂具有重要的意义。
二、研究内容和方法
1.石墨烯氧化还原法制备：采用石墨烯热还原法制备石墨烯。
2.制备二氧化钛纳米管：采用水热法、溶剂热法等方法制备二氧化
钛纳米管。
3.制备二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂：将石墨烯和二氧化钛纳米
管混合，通过加热和超声处理得到二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂。
4.表征和性能测试：采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等方法对样品进行表征，测试其光催化性能。
三、研究预期成果
（1）成功制备二氧化钛纳米管石墨烯光催化剂，并进行表征。
（2）测试得到该光催化剂的光催化活性，并分析其影响因素。
（3）探究新型光催化剂的制备方法和性能特点，为光催化技术的研究和应用提供新的思路和方法。
光催化剂开题报告
何谓光催化？
• 半导体纳米材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能， 促进化合物的合成或使化合物（有机物、无机物）降解的过 程称为光催化。
5.纳米TiO2粉体制备方法
•
气相反应法
•
溶胶-凝胶法
•
化学沉淀法
•
微乳液法
•
水解法
•
水热反应法
• 溶胶-凝胶法
该法利用了所形成凝 胶的优良分散功能及凝 胶最终的热处理过程, 所得产物的颗粒均匀性 、分散性良好,并可有 目的地控制产物的粒径 。在溶胶凝胶法中,有 机钛盐(或称钛酸酯) 通常作为起始原料去合 成目标产物。
（3） TiO2表面特性的影响 TiO2表面积大则吸附量大，活性就高。另外，表面的粗糙程 度、表面的结晶度、表面的羟基等也影响着表面的吸附和电 子空穴的复合，进而影响催化剂的活性。
（4） pH值的影响
反应体系的pH值对TiO2的表面态、界面电位和表面电荷以聚 集性具有明显的影响。
4. 提高TiO2光催化效率的途径
（1）非金属离子的掺杂
目前研究较多的非金属掺杂离子主要有 Cl、N、F、和S、P等。研究 表明，这些非金属离子取代O离子进入TiO2晶格提高光催化剂的价带电 位，并降低其导带电位，使其禁带宽度变窄，从而提高可见光催化活性。
（2）金属离子的掺杂
目前研究较多的金属掺杂离子主要有 Fe、Co、Ni、Cu和W等过渡金 属离子和Ce、Nd、La等稀土金属离子。研究表明，金属离子掺杂主要 是点通位过，嵌从入而减晶少格了间T隙iO或2表是面取光代生钛电原子子与，空在穴TiO的2复晶合格，中使增T加iO电2表子面空产穴生捕了获 更多的·OH和O2-，提高了催化剂的光催化活 （3）共掺杂
光催化开题报告
专业
年级
姓名
时间
指导老师
报告光催化原理及研究迸展
—,研究目的、意义
迸入21世纪以来，全球面临能源危机和环境污染的严峻挑战，急需新材料来解决这些 问题。作为新材料的代表，光催化剂诞生于20世纪70年代，目前已应用于环境净化，自清 洁材料，光解水制氢、太阳能电池，癌症医疗，高效率抗茵等多个前沿领域。光催化技术在常 溫、常压下就可以迸行，能够彻底破坏有机或无机污染物，并使之完全、快速氧化为co2. h2。等无害物质，避免了二次污染，从而达到净化环境的目的。目前，在众多的半导体光催化 剂中，ti°2因其无毒、活性高和稳定等特点而被认为是比较理想的光催化剂之一。
3）太阳能光催化分解水制氢：用402nm波长的光迸行照射，光催化分解纯水的效率为 0.66%。尽管这个效率不高，但能同时放出氢气和氧气，因此被誉为''利用太阳能的曙光〃。
4）光催化净化空气：光催化反应对于气相挥发性有机物具有普遍较好的降解效果，同 时，光催化反应对空气中的无机污染物（nox、co. h2s等）也有氧化去除作用。
半导体光催化的基本过程可描述为：光激发诱导半导体价帯电子跃迁到导帯，藉此，在 半导体导带和价帯中分别形成电子和空穴：电子-空穴通过晶格迁移到材料表面，该过程中电 子-空穴的分离和复合相互竞争；在材料表面的电子和空穴分别与周围反应介质发生还原和氧 化反应。换言之，半导体光催化的基本过程可简单描述为：半导体中的光生电子-空穴在晶格 中分离并迁移到材料表面参与化学反应，这期间一直伴隨着电子-空穴的分离和复合的竞争过 程。
为载体的光催化技术已成功应用于废水处理空气净化自清洁表面染料敏化太阳电池以及抗菌等多个领尽管人们对光催化现象的认知与应用取得了长足的迸步然而受认知手段与认知水平的限制目前对光催化作用机理的研究成果仍不足以指导光催化技术的大规模工业化应用亟待大力幵展光催化基本原理研究工作以促迸这一领域的发展
新型复合氧化物光催化剂的制备与表征的开题报告
新型复合氧化物光催化剂的制备与表征的开题报告1. 研究背景及意义近年来，随着环境污染问题的日趋严重，光催化技术得到了广泛的应用和研究。
其中，复合氧化物光催化剂由于具有高效、稳定和可再生等特点，已成为研究的重点之一。
然而，目前大部分的复合氧化物光催化剂都是基于二氧化钛的，而且存在催化效率低、电子复合快等问题。
因此，研究新型复合氧化物光催化剂，提高催化效率和稳定性，具有重要的研究意义和应用价值。
2. 研究内容本研究拟采用溶胶-凝胶法制备新型复合氧化物光催化剂，并对其进行表征。
具体研究工作如下：（1）制备新型复合氧化物光催化剂。
选定配比比例、氧化物种类和含水量，采用溶胶-凝胶法制备新型复合氧化物光催化剂。
（2）表征新型复合氧化物光催化剂。
采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积分析仪（BET）等对制备的光催化剂进行表征。
（3）评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能。
利用空气中苯的降解为实验模型，评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能，并与传统光催化剂进行比较。
3. 研究计划与进度安排（1）阶段一（2周）：文献调研和研究设计。
主要对目前复合氧化物光催化剂的研究现状进行调研，制定本研究的研究思路和方案。
（2）阶段二（4周）：制备新型复合氧化物光催化剂。
选定制备方法和条件，完成新型复合氧化物光催化剂的制备。
（3）阶段三（2周）：表征新型复合氧化物光催化剂。
利用FE-SEM、XRD、BET等对制备的光催化剂进行表征。
（4）阶段四（4周）：评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能。
利用空气中苯的降解为实验模型，评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能；并与传统光催化剂进行比较。
（5）阶段五（2周）：撰写研究报告，准备答辩。
4. 预期成果和意义本研究拟研制新型复合氧化物光催化剂，并对其进行表征和评价，得出新型光催化剂的催化性能和特点。
预期成果包括：（1）制备新型复合氧化物光催化剂，实现催化效率和稳定性的提高；（2）初步探究新型复合氧化物光催化剂的结构和催化机理；（3）为光催化领域的研究提供一定的参考和依据。
半导体光催化剂的制备及分解硫化氢的研究的开题报告
半导体光催化剂的制备及分解硫化氢的研究的开题报告一、研究背景硫化氢是一种有毒、易燃、易爆的气体，一旦泄漏会对人体和环境造成严重的危害。
因此，寻找有效的硫化氢处理方法成为当前亟待解决的问题之一。
半导体光催化剂因其高效、环保的特点，已成为处理气相污染物的有效手段之一。
光催化反应是指在光照下，利用光激发半导体表面的电子与空穴形成的活性物种，从而催化有害物质的降解。
因此，本研究将利用半导体光催化剂分解硫化氢，探索其硫化氢处理的应用前景。
二、研究目的本研究旨在制备一种高效、稳定的半导体光催化剂，并探索其在分解硫化氢方面的应用。
三、研究内容1、半导体光催化剂的制备采用掺杂和表面修饰等方法改善其光催化性能，为后续的硫化氢处理提供基础。
2、硫化氢的分解采用光催化反应分解硫化氢，优化反应条件，研究光催化分解硫化氢的反应机理。
3、光催化剂的性能评价对光催化剂的光催化性能、物理性质、稳定性和再生性等进行评价和分析。
四、研究方法1、光催化剂的制备以二氧化钛为基础，通过掺杂和表面修饰等手段改善其光催化性能。
2、硫化氢的分解利用光催化反应分解硫化氢，优化反应条件，研究反应机理。
通过反应产物的质谱、红外光谱和X射线衍射等手段对反应过程进行表征和分析，探究反应的机理。
3、光催化剂的性能评价对半导体光催化剂的光催化性能、物理性质、稳定性和再生性等进行评价和分析。
采用紫外可见吸收光谱和照射前后的表面和形貌的扫描电镜观察等方法对光催化剂的特性进行表征。
五、研究意义本研究将为硫化氢等有害气体的治理提供一种新的、高效的处理技术。
通过半导体光催化剂的制备和性能评价，拓展了半导体材料的使用范围，为环境保护和空气治理提供了新的思路和方法。
同时，本研究结果也可为半导体光催化材料在其他污染物处理方面提供借鉴和指导。
几种复合型光催化剂的制备及其性质的研究的开题报告
几种复合型光催化剂的制备及其性质的研究的开题报告一、研究背景和意义光催化技术具有无排放、高效、低成本、易于操作等优点，在环境治理、能源转换和化学合成等领域得到广泛应用。
然而，单一的光催化剂在一些特殊条件下表现出的催化效率和稳定性不够理想，因此复合型光催化剂成为了研究的热点之一。
复合型光催化剂主要由两种以上的材料组成，通过化学、物理等手段将它们组装在一起，优化光催化效应。
因此，深入研究复合型光催化剂的制备和性质，有助于开发更高效、更稳定的光催化剂，在环境保护、能源转换等领域具有广阔的应用前景。
二、研究内容和方法本文将重点研究几种不同类型的复合型光催化剂的制备和性质研究，包括：1. 石墨烯复合型光催化剂：利用石墨烯的导电、导热和光学等性质，与其他半导体材料如TiO2、ZnO组成复合型光催化剂，并通过紫外光催化降解有机污染物。
2. 金属-有机骨架复合型光催化剂：利用金属-有机骨架的特殊结构和优良催化性能，与其他半导体材料如ZnO、MoS2等组成复合型光催化剂，并优化催化剂的形貌、相互作用等性质，提高催化效率。
3. 磁性复合型光催化剂：利用磁性材料如Fe3O4的磁性特性，与其他半导体材料如TiO2、CeO2等组成复合型光催化剂，并通过外加磁场的方式控制催化剂的位置和分布，提高光催化效率和选择性。
本研究将通过制备合成复合型光催化剂，分析其物理化学性质和催化性能，并利用各种表征手段如XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis等对其性质进行详细的表征，最终确定复合型光催化剂的催化机制和优化参数。
三、研究进度和计划目前，本研究已初步制备得到了石墨烯-TiO2、金属-有机骨架-MoS2等复合型光催化剂，并对其进行了表征和催化性能测试，初步发现其催化效率优于单一光催化剂。
接下来，将继续深入优化复合型光催化剂的物理化学性质和催化性能，并对磁性复合型光催化剂的制备进行探索，最终确定复合型光催化剂的催化机制和优化参数。
可见光响应半导体光催化剂的制备及其性能研究的开题报告
可见光响应半导体光催化剂的制备及其性能研究的开题报告一、项目背景水污染问题已经成为全球性的环境问题，其中细菌污染和有机物污染是主要的问题之一。
传统的水处理方法无法完全分解有机物污染物，而且消毒剂使用频繁，造成环境污染和人身健康的威胁。
因此，开发高效、环保、经济的水处理技术是解决这些问题的一个重要手段。
光催化技术由于其无二次污染、低能耗、高效性等特点受到了广泛的关注和研究。
可见光催化剂具有吸收可见光的能力，可以有效地激发光催化反应，对有机物和微生物产生氧化作用，因此被广泛应用于水污染治理。
二、研究目的本项目的研究目的是制备可见光响应的半导体光催化剂，并研究其性能，探究其在水污染治理中的应用潜力。
具体包括以下研究任务：1. 通过化学合成方法制备不同类型的半导体光催化剂；2. 分析光催化剂的结构和物理化学性质；3. 研究光催化剂在可见光下的吸收性能和光催化性能；4. 探究光催化剂在水污染治理中的应用潜力。
三、研究内容和研究方法1. 研究内容（1）半导体光催化剂的制备本研究将采用水热法、溶胶-凝胶法等化学合成方法制备不同类型的半导体光催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3等。
（2）表征光催化剂的结构和物理化学性质应用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET比表面积测试仪等技术对光催化剂的结构和物理化学性质进行表征。
（3）研究光催化剂的光催化性能采用可见光谱仪对光催化剂在可见光下的吸收性能进行研究，采用亚甲基蓝等有机物测试其光催化降解效果。
同时，对微生物的消毒效果也进行测定。
（4）探究光催化剂在水污染治理中的应用潜力将光催化剂用于模拟污染水体的处理中，探究其净化效果和可行性。
2. 研究方法本研究将采用化学合成法制备不同类型的半导体光催化剂，并对其结构和物理化学性质进行表征。
利用可见光谱仪测试其吸收性能和光催化降解有机物和微生物的能力，并探究其在水污染治理中的应用潜力。
CdS基半导体光催化剂的制备与性能研究开题报告
CdS基半导体光催化剂的制备与性能研究开题报告1. 研究背景随着环境问题的日益严重，治理污染已成为全球共识。
光催化技术具有非常广阔的应用前景，特别是在污染物的降解、水处理、空气净化等方面。
CdS半导体是光催化剂中的一种非常重要的材料。
因为它的带隙宽度比较小，可以响应可见光，在光照条件下产生电子空穴对并在催化剂表面与吸附的污染物分子发生反应，实现污染物的降解。
因此 CdS 光催化剂在水处理和空气净化方面具有很大的应用前景。
当前，CdS 的光催化活性和稳定性仍存在问题，虽然已有一些相关的研究报道，但仍需要进一步的研究和探索。
2. 研究目的本研究的目的是制备 CdS 光催化剂，并对其光催化性能进行研究。
具体包括以下内容：（1）利用溶胶-凝胶方法制备 CdS 光催化剂。
（2）对 CdS 光催化剂进行表征，包括结构、形貌、组成等。
（3）考察 CdS 光催化剂对染料类和有机物类污染物的降解效果，并研究影响催化活性的因素，如催化剂种类、光照强度、污染物浓度等。
（4）探究 CdS 光催化剂的稳定性和循环使用性，以期为其实际应用提供参考和指导。
3. 研究方法（1）制备 CdS 光催化剂：采用溶胶-凝胶法制备 CdS 光催化剂，通过对不同参数（如前驱体浓度、pH 值、温度等）进行调控，优化制备工艺，得到 CdS 光催化剂。
（2）表征 CdS 光催化剂：采用 XRD、TEM、UV-Vis 等技术对制备的 CdS 光催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌和组成等特性。
（3）评价催化剂的光催化性能：利用蓝曲霉素、亚甲基蓝等染料类和苯酚等有机物类污染物作为模型污染物，考察 CdS 光催化剂对其的降解效果，在光照强度、污染物浓度等方面进行研究和比较。
（4）测试催化剂的稳定性和循环使用性：通过多周期使用实验，考察 CdS 光催化剂的稳定性和循环使用性。
4. 预期净是（1）成功制备出CdS 光催化剂，优化制备工艺、并对其进行表征。
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目录1文献综述 (1)1.1 光催化材料发展概况 (1)1.1.1 光催化材料的起源与种类 (1)1.1.2 改善光催化材料性能的主要方法 (2)1.2 目前光催化技术的应用 (3)1.3 TiO2 光催化材料存在的问题与展望 (4)2 研究目的和意义 (5)3 研究内容 (5)5 进度计划 (6)参考文献 (6)1文献综述1.1 光催化材料发展概况1.1.1光催化材料的理论基础与种类自1972年，Fujishima[1]等在Nature上发表的论文揭开了研究光催化技术的序幕。
之后的几十年光催化技术在光催化抗菌、光催化污水处理、太阳能光催化分解水制氢等众多领域有了深入的发展。
光催化技术以半导体的能带理论为基础。
半导体的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，它们之间由禁带分开。
当以能量等于或大于半导体禁带宽度的光照射时，价带电子被激发进入导带，在导带上产生带负电的高活性电子(e－)，价带上留下带正电荷的空穴（h+），形成电子-空穴对，在电场作用下分离并迁移到粒子表面。
半导体光催化的基本过程可描述为：光激发诱导半导体价带电子跃迁到导带，藉此，在半导体导带和价带中分别形成电子和空穴；电子-空穴通过晶格迁移到材料表面，该过程中电子-空穴的分离和复合相互竞争；在材料表面的电子和空穴分别与周围反应介质发生还原和氧化反应。
换言之，半导体光催化的基本过程可简单描述为：半导体中的光生电子-空穴在晶格中分离并迁移到材料表面参与化学反应，这期间一直伴随着电子-空穴的分离和复合的竞争过程。
理想的光催化材料有如下四个基本要求[2]：环境友好；优异的电子-空穴分离能力；适合的能带电势，尤其在光催化分解水的应用中，要服从产氢和产氧的能带匹配原则；可见光响应能力。
目前所报道的光催化材料主要集中于：1)氧化物：以 TiO2、In1-x Ni x TaO4等为代表2)硫化物：CdS、ZnS、ZnS-CuInS2-AgInS2、(AgIn)xZn2−2x S2等3)氧硫化物：Ln2Ti2S2O5 (Ln = 稀土元素) 等；4)氮化物： Ta3N5、Ge3N4、GaN等；5)氧氮化物：LaTiO2N、Y2Ta2O5N2、TaON、(GaN)1-x(ZnO)x、MTaO2N(M = Ca、Sr、Ba) 等；6)氢氧化物：In(OH)3:S；7)磷化物：InP；8)碳化物：SiC；9)硅化物：TiSi2。
其中，氧化物具有化学稳定好的优点，是研究得最充分的体系，元素周期表中所有可能作为光催化剂的简单二元金属氧化物均被涉猎到，目前研究的趋势是利用能带杂化的概念开发三元乃至多元的金属氧化物或固溶体；硫化物由于共价性较强，容易获得窄的禁带宽度，但在光催化过程中不可避免地存在光刻腐蚀的现象；氧硫化物的性能介于氧化物和硫化物之间；氮化物的共价性强，氧化物半导体通过氮掺杂可明显使吸收边红移；氧氮化物性能介于氧化物和氮化物之间；其他的如氢氧化物、磷化物、碳化物和硅化物等系列作为光催化材料的研究报道并不多见。
1.1.2改善光催化材料性能的主要方法[3]光催化材料已经显示出了其广阔的运用前景，但光催化材料所存在的一大明显不足就是对于太阳光的利用率和转化率太低，因此，近年来许多科学家都致力于对光催化材料的改性以及光催化剂的开发。
以纳米 TiO2为例，纳米TiO2以其无毒，光催化活性高，稳定性高，氧化能力强，能耗低，可重复使用等优点而成为最优良的光催化材料。
但是TiO2的禁带宽度( Eg=3 .2 eV) 较大，只能吸收占太阳光谱大约4%的紫外辐射 (波长=387 .5 n m)，所以不能充分利用太阳能；此外，光生电子和空穴复几率很高，导致TiO2的光生载流子利用效率低，由于存在这两个缺陷，在一定程度上制约了TiO2光催化技术的实际应用。
围绕这两个关键问题，目前半导体光催化技术研究呈现两个热点：( 1 )对TiO2进行修饰改性以扩展其有效光响应范围及提高光生电子和空穴的利用效率,提高光催化反应活性。
( 2 )开发新型半导体光催化剂，要求其对可见光生电子和空穴的利用效率，提高光催化反应的活性。
影响TiO2光催化反应活性的因素：1）金属沉积的影响[5]：常见的沉积贵金属有Pt、P d 、Ag、Au等，其中研究最多的是P t/Ti O2体系，沉积贵金属可改善光催化剂活性。
贵金属沉积之所以能改善光催化剂的活性，因为金属与Ti O2具有不同的费米能级，大多数情况下是金属的功函高于半导体的功函数，当二者接触时，电子发生转移，从费米能级高的Ti O2转移到费米能级低的金属，直到二者费米能级相匹配。
2）金属离子修饰的影响：大量研究表明，掺入金属离子可改善TiO2的光催化性能。
从化学观点看，金属离子掺杂可能在半导体晶格中引入了缺陷位置或改变结晶度等，从而影响电子一孔穴对的复合。
3）半导体复合的影响：近年来的研究表明Ti O2—C d S、Ti O2—S n O2 等二元复合半导体几乎都表现出高于单个半导体的光催化性能，如Ti O2—S n O2降解燃料的效率提高了1 O倍。
二元复合半导体光催化活性的提高可归因于不同能级半导体之间光生载流子的运输与分离。
半导体复合是提高光催化效率的有效手段。
通过半导体复合可以提高系统的电荷分离效果，扩展对光谱吸收范围。
4）光敏催化剂的影响：普通粉末催化剂的量子效率不高，而纳米材料在光学性能，催化性能等方面发生了变化。
光生电子与空穴从相体内扩散到催化剂表面发生氧化还原反应的时间t与颗粒尺寸与如下关系：t =d2 ／( K2 D) 式中：D为电子空穴扩散系数, d为半径，k为常数。
可见粒径小，光生电子和空穴从TiO2体内扩散表面的时间短，它们在TiO2体内的复合几率减小，到达表面的电子和空穴数量多，光催化活性高。
Ti O2能有效的将废水中的有机物降解为TiO2、CO2、PO43—、SO42 —、NO3—、卤素离子等无机小分子、达到完全无机化的目的。
染料废水、农药废水、表面活性剂、氯代物、氟里昂、含油废水等都可以被Ti02催化降解。
B l a k e在一篇综述中详细罗列了3 0 0多种可被光催化的有机物。
美国环保局公布的1 1 4种有机物均被证实可通过光催化氧化降解矿化。
许多无机物在Ti02表面也具有光化学活性，Mi y a k a等早在19 7 7年就用T i O2悬浮粉末光解Cr2O72- 还原为C r3+的研究。
利用二氧化钛催化剂的强氧化还原能力，可以将污水中汞、铬、铅、以及氧化物等降解为无毒物质。
1.2 目前光催化技术的应用光催化作为一种自然现象已在电化学、光化学、催化化和生物化学等领域中得到广泛的研究和应用。
1）光催化抗菌领域：近年来，纳米材料光催化技术在太阳能光催化杀菌消毒等方面得到了快速发展。
尤其是 2003 年春夏出现的严重急性呼吸道感染综合症（SARS），使得人们对预防病菌、病毒等微生物引起的环境健康问题展开了进一步研究，从而推进了纳米光催化抗菌杀毒技术研究的深入展开，各种光催化抗菌制品应运而生，并获得了迅速发展。
在光催化抗菌领域已有抗菌陶瓷制品、抗菌自洁玻璃制品、抗菌纤维、抗菌不锈钢等产品的问世。
2）光催化水处理领域：近年来，光催化氧化技术已成为水处理领域的研究热点之一。
光催化氧化技术的基本原理是利用光敏半导体在光的照射下激发产生的“电子-空穴对”，与半导体表面的溶解氧、水分子等发生反应，产生氧化性极强的 HO·，再通过 HO·与污染物间的加合、取代、电子转移等作用，使污染物达到完全或部分矿化，最终达到降解污染物的目的。
该领域的具体应用有藻类的去除、石油的降解、洗涤剂及表面活性剂的处理等。
3）太阳能光催化分解水制氢：用402nm波长的光进行照射，光催化分解纯水的效率为0.66%。
尽管这个效率不高，但能同时放出氢气和氧气，因此被誉为“利用太阳能的曙光”。
4）光催化净化空气：光催化反应对于气相挥发性有机物具有普遍较好的降解效果，同时，光催化反应对空气中的无机污染物(NOx、CO、H2S等)也有氧化去除作用。
5）光催化在金属中的防腐蚀应用：金属腐蚀遍及国民经济各部门，给国家带来巨大损失。
因此，积极探索材料防腐蚀新方法，做好腐蚀与防护工作具有重要的现实意义。
该技术的最大特点是在常温和常压下只利用催化剂、光、空气和水就能实现的，而且从长远来看，它可以利用取之不尽的太阳光能，因此其在腐蚀与防护领域显示出非常诱人的应用前景。
日本学者 Fujishima 领导的研究小组在光催化Ti02防腐蚀方面做了一些开创性的工作。
研究表明，Ti02涂层在紫外光照下可阴极保护金属 Cu、不锈钢和碳钢。
随后有人报道了Ti02在紫外光或γ射线的照射下可实现不锈钢的光致阴极保护。
1.3 TiO2 光催化材料存在的问题与展望[4]由于Ti02可见光光催化剂潜在的诱人前景，人们对它进行了广泛的研究。
特别是Ti02光催化剂的可见光化研究，将为人类充分利用太阳能，改善人类生活环境迈出重要的一。
目前Ti02太阳光催化技术已成为国内外研究的热点方向，并取得了一定的进展。
采用金属离子掺杂、非金属元素掺杂、复合半导体、离子注入、染料光敏化等制备的Ti02 都能在可见光区域内具有较好的响应，表现出可见光光催化活性，提升了Ti02 光催化技术的研究价值和实用前景。
但由于该技术仍处于研究初期，无论是基础研究还是应用研究都还有许多问题尚待深入研究和解决。
在基础研究方面尚存在许多值得探索的课题，即：1）对紫外光照射半导体进行光催化反应的机理已有较为系统的报道，但对各种改性方法的可见光化机理的认识尚未统一，还存在争议；对Ti02在可见光下的抗菌性能等的研究较少。
2 ) 非金属掺杂Ti02中，如何确定其杂质能级位置、非金属的形态及其取代类型(晶格取代或间隙取代)，何种取代类型更适合光催化体系。
3 ) 采用何种物质、何种方式掺杂更为有效，能否找到新的具有更好光催化效果的半导体材料替代Ti02。
4 ) 对光催化降解过程的模型与理论分析较少，缺少用数学方法建立的光催化降解模型。
利用数学方法加强理论分析，对建立污染物Ti02薄膜光催化降解模型在理论研究和应用方面具有很高的价值。
5 ) 在应用研究方面，目前尚处于实验室小型研究阶段，Ti02的制备条件与大规模工业化生产还存在一定的距离，要完全投入实际应用还需要做很多的研究工作。
2 研究目的和意义Ti02作为一种宽禁带半导体。
性质稳定，无毒，具有高光催化活性。
其以太阳能化学转化和存储为主要背景的半导体光催化特性的研究始于 1 9 1 7年。
Ti02光催化环境净化技术作为探索人类可持续发展的高效环境友好新技术引起了各国环境科学家的极大关注，其实用化的研究开发也得到广泛重视，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕太阳能的转化和储存、光化学合成、多相催化过程的原理，致力于Ti02各项性能的研究，其中光催化消除和降解成为最活跃的研究方向。