开题报告改后科研本科硕士博士研究生大小毕业论文模板范文

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1、毕业设计（论文）开题报告学生姓名胡艳学号所在学院：理学院专业：应用化学设计（论文）题目：纳米金催化剂在可见光下降解氯苯指导教师：郭成2012年12月10日毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要：采用沉积■沉淀法制备了Au/TiO2催化剂，以降解氯苯反应为研究对象考察了催化剂的光化性能。实验发现通过掺杂金属离子，表而等离子体共振可有效提高二氧化钛光催化活性，拓宽其光响应范围。关键词：掺杂金属离子，光催化，二氧化钛，纳

2、米金，氯苯，表面等离子体共振引言负载型纳米金催化剂自20世纪90年代问世以来，以其特有的低温催化活性、催化活性随湿度增加而增加及相对其它贵金属催化剂低廉的价格等特性，备受各国学者的关注。近年來，有关金催化剂的研究和开发口益活跃，人们已经发现金催化剂在很多反应(如NO还原反应山」、富氢环境下CO优先氧化反应I则、姪类氧化反应⑸、丙烯环氧化反应⑹等)中都具有较理想的催化活性。TiO2具有催化活性高、化学性质稳定、抗磨损且无毒等优点，但TiO2作为光催化剂存在两犬瓶颈问题：其一,TiO2对可见光利用率低因T

3、iO2禁带较宽(3・2eV),只能被波长较短的紫外光激发(波长<387nm),而在太阳光谱中紫外光能量仅为4%左右；二,TiO2的光量子效率低，光生电子■空穴对容易复合。因此提高TiO2光催化性能要从调控TiO2禁带使其吸收光谱向可见光区扩展和降低光生电子■空穴对复合率两个方面进行。1.掺杂金属离子金屈离子掺杂TiCh能提高光催化剂的催化活性，由此人们提出了多种掺杂机理模型。其中以运用半导体缺陷理论，从能带结构及载流子的传递过程等角度来阐述比较符合TiCh掺杂光催化的木质⑺。Choi⑻从电子一空穴的产

4、生、载流子的捕获、电荷的迁移、光生电子和空穴的复合、催化剂表面电荷的传递等方面研究掺杂纳米TiCh光催化剂的掺杂机理。认为金属离子掺入TiCh后，改变了TiCh电子能级的结构分布。光催化机理主要步骤表示如下：(1)电子一空穴的产生：TiO2+hv-^c+h+；Mn++hv^M(n+,)++e~；Mn++hv->M(n_,)++h+（2）载流子的捕获:Ti4++e—>Ti3+；MnHe—>MM（n+,）+；>OFF+hJ>OH•（3）电荷的迁移：M5T++Ti4+->Mn+

5、+Ti3+；ME++>OHJMn+4->OH•（4）光生电子和空穴的复合：e"+h+->TiO2;Ti3++>OH•->Ti4++>OH"；MMn+；M（n-1）++>OH-^Mn+4->0H~；M++e"->Mn+；M+）+R->R卜金属离子的掺入可在半导体晶格中引入缺陷位置或改变结晶度等,影响了电子一空穴的复合或改变了半导

6、体的激发波长，从而改变了光催化剂的光催化活性。掺Ag纳米TiO2薄膜透过率的吸收阈值可发生右移，吸收阈值向可见光波长方向移动最为显著切。对掺Ag的Ti02薄膜对光谱的吸收发生“红移”的解释可以从两个方面进行，一方面认为是因为纳米TiO2晶粒的表而有效而造成的,因为掺Ag使得TiCh晶粒成网状纵向生长,晶粒表面空间立体结构变化增强了有效表面积的作用，提高了光吸收系数，有助于光催化效果改#[,0J，1;另一方面,因为掺Ag对于锐钛矿相TiO2晶体结构会产生较大的影响，即晶体会产生大量的缺陷，缺陷电离在Ti

7、O2的禁带中产生能级。受到低能量的光子激发即可产生跃迁，从而使掺Ag的TiO?吸收光谱发生“红移”，对光的吸收效率提高说】。WO3掺杂在TiO2中时,W什的离子半径为0.062nm,Ti4+离子半径相近，可取代晶格位置上的Ti4+,W6+M子弥在TiO2晶格之间，可能成为金红石相优先成核的中心问。刘仁等制备掺餌1.5%TiO2催化剂,500°C处理后XRD分析部为锐钛矿型;600°C处理后全部转为金红石型“铁口没有测到任何钩的氧化物，说明金属W&+的掺杂TiCh确实降低相变温度。当L产掺杂量为0.5%

8、时,催化效率达到最大值I⑸。这是由于L产掺杂引起TiCh表面结构的变化，在La2O3TiO2混合物中,L产可以替代Ti4+,引起电荷的不平衡，为了弥补电荷的不平衡,TiO?的表面要吸附更多的OH；这些OH可以与光生空穴1?发生反应形成活性拜基(OH•);另一方面,TiO2表面的空间电荷层厚度随La*掺杂量的增加而减少，当此厚度减少至入射光的透入深度时，光生电子一空穴对发生有效分离减少了光生电子和空穴的复合几率,使光催化活性提高。2•表面等离子体共振表面等