畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

1、課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
納米材料是21世紀(jì)的新材料，其概念在上世紀(jì)中葉被科學(xué)界提出后得到廣泛重視和深入發(fā)展?，F(xiàn)在，納米材料己經(jīng)在國(guó)防、電子、冶金、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展示出良好的應(yīng)用前景，是當(dāng)今新材料研究中最富有活力、社會(huì)發(fā)展有著重要影響的研究對(duì)象。
納米TiO2作為一種新型無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料，由于其優(yōu)良的性能、多樣的用途、廣闊誘人的應(yīng)用前景，對(duì)它的研究早在上個(gè)世紀(jì)70年代就己經(jīng)開(kāi)展，至今方興未艾。目前，對(duì)TiO2納米粉體和納米薄膜的研究較為普遍，而有關(guān)TiO2納米管的報(bào)道不多。TiO2納米管比納米粉體、薄膜具有更大的比表面積，因而具有更高的表面能，可望在廣泛的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域具有更優(yōu)良的性質(zhì)。因此對(duì)TiO2納米管的研究是一個(gè)既有理論意義又極具應(yīng)用價(jià)值的課題。
隨著科技和觀念的進(jìn)步，世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越受到廣泛關(guān)注和重視。在水體的污染中，表面活性劑是主要的直接污染源之一，因?yàn)樗鼜V泛地應(yīng)用于工業(yè)和生活中。一些表面活性劑進(jìn)入水體后，難于被細(xì)菌降解，而且它是兩親分子，能使其它不溶于水的物質(zhì)分散于水體，并隨水流遷移，造成地表水的嚴(yán)重污染。目前，去除表面活性劑的方法主要有：泡沫分離法、絮凝分離法、吸附法等，但它們對(duì)低濃度表面活性劑廢水的處理效果均不能令人滿(mǎn)意。采用納米TiO2光催化降解表面活性劑已日益引起人們的關(guān)注。
1972年日本學(xué)者Fujishima和Honda報(bào)道了在光電池中受輻射的TiO2可以持續(xù)地致使水分解產(chǎn)生H2，這一發(fā)現(xiàn)激起了許多科技工作者的注意。1977年，Kaman等利用這一原理來(lái)分解水中的污染物，取得了滿(mǎn)意的效果。此后，人們對(duì)TiO2光催化進(jìn)行了深入的研究。近十年來(lái)，以納米TiO2作為光催化劑降解有機(jī)污染物的研究已成為熱點(diǎn)，它以其價(jià)廉無(wú)毒、催化活性高、氧化能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好而最為常用，諸如水和空氣的凈化，細(xì)菌和病毒的破壞，癌細(xì)胞的失活，異味的控制，水的光解，固氮及石油泄漏的清除等方面得到廣泛的應(yīng)用。
TiO2的應(yīng)用也有其自身的局限性：其禁帶寬約3.2eV，有激發(fā)產(chǎn)生電子－空穴對(duì)需用(近)紫外線(xiàn)光；電荷載流子復(fù)合速率很快，一般發(fā)生在皮秒和納秒的時(shí)間尺度范圍內(nèi)，光催化活性不高；對(duì)光（特別是可見(jiàn)光）的利用率比較低。因此，制備高活性光催化劑的關(guān)鍵是如何減少光生電子與空穴的復(fù)合幾率以及擴(kuò)展到TiO2對(duì)可見(jiàn)光的吸收范圍。目前，提高光催化性能主要采用稀土元素?fù)诫s、過(guò)