二氧化钛开题报告

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1、哈尔滨理工大学本科毕业论文开题报告论文题目溶胶-凝胶法制备TiO2粉体掺杂锰对光催化性能的影响指导教师XXX学生XXX入学时间2007.09.16开题报告日期2011.04.01无机非金属材料系说明一、开题来源应包括下列主要内容：1、课题来源及研究的目的和意义；2、国内外在该方向的研究现状及分析（文献综述）；3、主要研究内容；4、研究方案及进度安排，预期达到的目标；5、主要参考文献（应在20篇以上，其中外文资料不少于三分之一，参考文献中近五年内发表的文献一般不少于三分之一，且必须有近二年内发表的文献资料）。二、开

2、题报告字数应不少于3000字三、开题报告时间最迟应于3月29日前完成四、此表不够填写时，可另加附页。开题报告一、课题来源及研究的目的和意义哥本哈根会议的召开使环境问题以及能源问题又进一步引起了人们的关注。纳米技术从开始到现在都在不断地为科研提供新的活力，目前人们也正在利用纳米技术来解决环境中的问题。纳米是“在长度尺度上的一个有魔力的点，因为在该点处最小的人造器件与自然界的原子和分子结合在一起”【1】。纳米技术引发了理论界科学界的一个研究浪潮，现在人们正在用这种技术改善人们的生活【2】。自1962年日本名古屋大学名

3、誉教授上田良二命名超微颗粒以来,超微颗粒和超微粉末作为物质存在的一种新状态的概念正逐渐为人们所接受。一般把尺寸在0.1～100nm之间处于原子族和宏观物体交接区域内的粒子称为纳米材料或超微颗粒。金属或半导体纳米粒子的二维或三维的有序排列显示出独特的光学和磁学性质，这些材料在电子工业的众多领域中具有巨大的应用前景【3-4】。带隙大小可调的半导体粒子具有制备更加有效太阳电池的潜力，该类的太阳能电池既可用于光伏电池，也可用于水的裂解【5-6】。光激发半导体超细粒子能产生有利于污染物氧化和还原的电子空穴对，以用于污水的净

4、化【7】。在化学领域中物质的表面能和表面积也依赖于尺寸，这种现象的原因可能是物质固有的表面反应活性能够通过尺寸的变化而增强，此外纳米晶体粉末的巨大的比表面积在很多方面影响了他们的化学性质。二氧化钛（Titaniumdioxide）又称钛白。化学式TiO2，分子量79.9，熔点1830～1850℃，沸点2500～3000℃。自然界存在的二氧化钛有三种变体：金红石为四方晶系；锐钛矿为四方晶系；板钛矿为正交晶系。结构不同的TiO2在性能应用方面也不相同，研究报道中通常认为，锐钛矿型TiO2的光催化活性优于金红石型【8-

5、9】。纳米TiO2是一种多功能的半导体材料，因其化学性质稳定，耐酸碱性能好，对生命体无毒无害，因而得到了广泛关注。纳米TiO2的历史可追溯到70年代末期。那时日本专利首次公布所制得的粒径在15～50nm之间。纳米TiO2有许多不同于一般TiO2的特殊性能,如良好的抗紫外线性、耐化学腐蚀性和耐热性,白度好,可见光透过性好,化学活性高。纳米TiO2陶瓷在室温下可发生塑性变形,硬度和强度为普通陶瓷的3～4倍,具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能。因此常用于制作抗紫外线吸收剂、化妆品、高级油漆、高级涂料、催化剂、精细陶

6、瓷、颜料、油墨和纸张最好的增白剂【10】。纳米TiO2,由于其性能优异,应用广泛,因此它的制备一直是纳米材料制备科学的一个重点。纳米TiO2的制备方法多种多样。始发原料可以是TiCl4、Ti(OR)4、TiO(OH)2或TiOSO4、Ti(SO4)2以及金属Ti和普通粒级的TiO2等。按反应物状态可分为气相法和液相法两大类。制备纳米TiO2的方法很多,且各有其优缺点。此外,纳米TiO2的用途不同,其制备方法也有差异,例如溶胶—凝胶法对于制备纳米TiO2陶瓷有很好的前景,在使用上避免了高温烧结；气相化学沉积法(CV

7、D)过程易于放大,有望实现连续生产；化学共沉淀法经济、便利,但所制粉末的粒度较大,易团聚。应根据不同情况和用途选用不同方法制备纳米TiO2。随着科技的进步,各种制备方法均得到了发展,但还有一些问题需待研究人员解决。二、国内外在该方向的研究现状及分析2.1纳米TiO2制备技术的研究现状分析目前，制备纳米级TiO2的方法主要有气相法、液相法。固相法（包括高能球磨法、机械粉碎法等）难以制得纳米级的粉体。尽管目前粉碎技术有所改进，所制粉体粒度不断降低，但由于粉碎过程中容易引入杂质，因此固相法制备纯净纳米级TiO2还不太可

8、行。2.1.1气相法制备纳米TiO2气相法包括：气相氧化法、气相水解法、气相热裂解法、TiO2蒸发—凝聚法、惰性气体原位加压法、激光诱导热解法等。2.1.1.1TiCl4气相氧化法众所周知，TiCl4气相氧化法是工业上氯化法钛白生产的通用方法。其反应式为：TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g)(1)在化学气相沉积反应中,均匀成核存在很大的势垒,使得形核