Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究的开题报告

Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究的开题报告题目：Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究一、研究背景及意义钛酸钙(TiO2)是一种功能强大的半导体材料，在环境治理、电化学储能、太阳能电池等领域具有广泛应用。然而，TiO2的光催化活性受到其带隙结构及表面缺陷状态的影响，因此需要对其进行改性以提高其光催化性能。过去的研究表明，Bi、N等掺杂可以使TiO2的带隙宽度变窄、增加它的吸收光谱范围，提高其光催化活性。本课题拟研究Bi、N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能，为环境治理等领域提供新的材料选择。二、研究内容1.制备Bi、N共掺杂TiO2采用Sol-gel法制备Bi、N共掺杂的TiO2材料。以四丙醇钛为Ti源，双乙二醇胺为稳定剂，Bi(NO3)3、NH4NO3为掺杂源，乙二醇为溶剂，经过溶胶处理、干燥、煅烧等步骤制备得到Bi、N共掺杂的TiO2材料。2.性能表征利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光光度计等对材料的形貌、结构和光学性能进行表征。3.光催化性能测试利用可见光谱下的罗丹明B降解实验等方法测试材料的光催化活性。同时，通过对比不同条件下材料的光催化性能，探究Bi、N共掺杂对提高TiO2光催化活性的影响。三、研究进度安排1.文献调研：7天对国内外已有的关于Bi、N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能的相关文献进行仔细研究，为本课题的开展提供理论支撑和实验思路。2.实验材料准备：10天购买所需实验材料和仪器设备，并进行检测和验证。3.材料制备及性能表征：30天制备Bi、N共掺杂TiO2，并对其形貌、结构和光学性能进行表征。4.光催化性能测试：20天利用可见光谱下的罗丹明B降解实验等方法测试材料的光催化活性，并探究Bi、N共掺杂对提高TiO2光催化活性的影响。5.数据分析及总结：8天对实验数据进行分析及总结，撰写毕业设计论文及答辩准备。四、拟采取的研究方法1.文献资料法查阅相关学术文献，对Bi、N共掺杂TiO2的制备及其在光催化领域中的应用进行文献综述和研究。2.化学合成法采用Sol-gel法制备Bi、N共掺杂的TiO2材料，并进行表征和光催化性能测试。3.仪器分析法借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器设备对制备的材料进行表征及分析。五、参考文献[1]AlgarraM,ChambersSA.Controloftheopticalpropertiesofnitrogen-dopedTiO2byVUVirradiation:experimentalandtheoreticalanalysis[J].PhysicalChemistryChemicalPhysics,2017,19(11):8313-8323.[2]覃炳珍,伍续明,王玉山,等.掺杂型TiO2光催化剂的研究进展[J].中国环境科学,2010,30(1):114-119.[3]郑桌平,单琳,谢鑫漫,等.Bi,N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究[J].中国表面工程,2019,32(5):135-140.[4]DholeSD,WaykarRG,JadkarSR.Bi—NdualdopedTiO2nanoparticlesforimprovedphoto-catalyticactivityundervisible