TiO2基纳米管的制备、改性及性能研究的开题报告

TiO2基纳米管的制备、改性及性能研究的开题报告题目：TiO2基纳米管的制备、改性及性能研究一、研究背景及意义TiO2基纳米管具有独特的物理化学性质，在光催化、电化学、传感等领域有着广泛的应用前景。目前常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、水热法、水热合成等，但这些方法存在粒径不均、晶相不纯等问题，制备出来的纳米管往往不能满足应用需求。因此，研究新的制备方法，改进制备工艺，提高纳米管制备的质量和效率，对于推动TiO2基纳米管的应用具有重要意义。另外，由于TiO2基纳米管本身的物理化学性质和制备方法的局限，其在一些领域的应用还存在一些不足，如催化活性低、稳定性不足等问题。因此，通过改性方法，改变TiO2基纳米管表面的化学组成和结构，提高其性能，可以进一步拓展其应用领域。二、研究内容本论文拟研究TiO2基纳米管的制备、改性及性能研究，具体包括以下内容：1.纳米管制备方法的研究。选择一种或多种制备方法，如溶胶-凝胶法、水热法等，通过调节反应条件，优化制备工艺，提高纳米管的质量和效率。2.纳米管表征和分析。利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段，对制备出的纳米管进行形貌、晶相、结构等方面的表征和分析。3.纳米管性能的研究。通过光催化、电化学、传感等方法，测定纳米管的催化性能、电化学性能、传感性能等方面的性能，探究它们对性能的影响因素。4.纳米管的改性。采用不同的改性方法，如表面修饰、掺杂等，改变纳米管的化学组成和结构，提高其催化、稳定性等性能。5.测试改性后的纳米管的性能。通过光催化、电化学、传感等方法，测试经过改性后的纳米管的催化、电化学、传感等方面的性能，并与未改性的纳米管进行比较。三、研究方法和步骤1.纳米管的制备方法研究。选择一种或多种制备方法，比较其优缺点，选择最优的制备方法。2.纳米管表征和分析。利用SEM、TEM等手段对制备纳米管进行形貌、晶相、结构等方面的表征和分析。3.纳米管性能的研究。利用光催化、电化学、传感等方法测试纳米管的催化、电化学、传感等方面的性能，研究性能的影响因素。4.纳米管的改性方法研究。采用表面修饰、掺杂等方法对纳米管进行改性，比较不同改性方法对性能的影响。5.改性后的纳米管性能测试。通过光催化、电化学、传感等方法测试经过改性后的纳米管的催化、电化学、传感等性能，并与未改性的纳米管进行比较。四、研究预期结果1.探究优化的制备方法，制备出质量更高、效率更高的TiO2基纳米管。2.研究TiO2基纳米管在光催化、电化学、传感等方面的性能，找到影响性能的关键因素。3.利用表面修饰、掺杂等方法改变纳米管的化学组成和结构，提高其催化、稳定性等性能。4.提高TiO2基纳米管的催化、稳定性等性能，拓展其在光催化、电化学、传感等领域的应用。五、研究进度安排第一年：1.收集并阅读相关文献，了解纳米管制备、表征和改性的研究进展；2.设计和开展制备方法研究，选择最优制备方法；3.进行纳米管形貌、晶相、结构等方面的表征和分析，寻找纳米管性能的影响因素。第二年：1.开展纳米管性能的研究，包括光催化、电化学、传感等方面的性能测试；2.进一步探究影响性能的关键因素，为改性提供指导。第三年：1.研究纳米管的改性方法，包括表面修饰、掺杂等方法；2.比较不同改性方法对纳米管性能的影响，寻找最优改性方法。第四年：1.测试改性后的纳米管的性能，包括光催化、电化学、传感等方面的性能；2.比较经过改性的纳米管与未改性的纳米管的性能，并提出未来研究的展望。六、参考文献[1]LiuS,YaoK.SynthesisandapplicationofTiO2nanotubes[J].Materials,2017,10(1):66.[2]HuangY,WangB,HouM,etal.Synthesis,characterizationandapplicationsofTiO2nanotubes[J].JournalofNanomaterials,2015,2015.[3]DongF,ZhangZ.ProgressesinthesynthesisofTiO2nanotubesandtheirapplications[J].JournalofInorganicMaterials,2013,28(10):1015-1031.[4]XieJ,LiX,XiaY.Nanoparticleshapeandsurfacechemistrycontrolofcellularinteractions,aggregation,anddruguptake[J].AccountsofChemicalResearch,2017,50(8):1976-1985.[5]LiY,LiF,WangH,etal.EnhancedphotocatalyticactivityofTiO2nanotubearray