改性凹凸棒石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究的开题报告

Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究的开题报告题目：Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究1.研究背景光催化技术已经成为环境领域处理污染物的有效手段之一，被广泛应用于水处理、空气净化和有机废气处理等方面。其中，TiO2是一种重要的光催化材料，具有高效的光催化性能。但是，由于TiO2具有较高的能带隙和低的光吸收率，导致其光催化反应的效率受到限制。因此，对TiO2进行改性以提高其光催化性能非常有必要。近年来，凹凸棒石因其高比表面积、丰富的孔道结构和良好的机械强度而成为一种优良的载体材料。通过将凹凸棒石与TiO2复合，可以有效提高其催化性能。同时，铜是一种常用的共掺杂剂，可以显著提高TiO2的光催化性能。因此，将铜转移至凹凸棒石上制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料是一种有效提高TiO2光催化性能的方法。2.研究目的本文旨在制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料，并对其光催化性能进行研究。具体研究目标如下：(1)制备TiO2/改性凹凸棒石复合材料，并通过XRD、SEM、BET等手段对其结构和性能进行表征。(2)制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料，并比较其催化性能与未添加铜的材料。(3)通过光催化降解甲基橙来研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石的光催化性能，并探究其催化机理。3.研究内容本文研究内容包括以下三个方面:(1)制备TiO2/改性凹凸棒石复合材料采用溶胶-凝胶法合成TiO2/改性凹凸棒石复合材料，通过XRD、SEM、BET等手段对其结构和性能进行表征。(2)制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料将Cu负载于TiO2/改性凹凸棒石复合材料上制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料，并比较其催化性能与未添加铜的材料。(3)研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料的光催化性能通过光催化降解甲基橙来研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石的光催化性能，并探究其催化机理。4.研究方法(1)合成TiO2/改性凹凸棒石复合材料采用溶胶-凝胶法制备TiO2/改性凹凸棒石复合材料。首先，在含有改性剂的水溶液中加入Ti(OBu)4和复合凹凸棒石的悬浮液，调节其pH值，并在常温下转化，得到粉末状材料。然后将其煅烧得到TiO2/改性凹凸棒石复合材料。(2)制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料采用离子交换法将Cu离子转移至TiO2/改性凹凸棒石复合材料上制备Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料。(3)研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料的光催化性能将制备好的Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料与甲基橙溶液混合，经过一定的时间后，通过检测溶液中甲基橙的吸收强度或COD的变化来评价其光催化性能。同时，采用自由基捕捉剂来研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石的催化机理。5.预期结果制备出Cu/TiO2/改性凹凸棒石复合光催化材料，并比较其催化性能与未添加铜的材料。通过光催化降解甲基橙来研究Cu/TiO2/改性凹凸棒石的光催化性能，并探究其催化机理。预期结果是制备出具有高效