三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)材料的制備、表征及性能研究的開題報告

三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)材料的制備、表征及性能研究的開題報告一、研究背景和意義二氧化鈦是一種重要的半導體材料，具有廣泛的應用前景，例如：太陽能電池、光電催化、光響應器件等。但是，因為傳統(tǒng)二氧化鈦在光電轉(zhuǎn)換效率和光電性能方面存在一定的局限性，因此需要對其進行改性。近年來，三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)材料引發(fā)了較大的研究興趣。這種新型結(jié)構(gòu)具有良好的光催化性能、光吸收性能和穩(wěn)定性等優(yōu)點，是研究和開發(fā)高效光催化材料的理想選擇。本研究擬通過人工合成方法制備三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)，以研究其光電化學性能，為開發(fā)高效光催化材料提供新思路、新方法。二、研究內(nèi)容1.通過恰當?shù)幕瘜W方法，制備三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)；2.對樣品進行形貌表征，使用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等技術(shù)研究其形貌特征、結(jié)構(gòu)和晶體學性質(zhì)；3.利用X射線光電子能譜等技術(shù)，研究其電子結(jié)構(gòu)、表面化學性質(zhì)等；4.采用紫外可見光譜、熒光光譜等技術(shù)，研究其光物理性質(zhì)、光學性質(zhì)等；5.采用電化學技術(shù)，研究其電催化性能。三、研究方法本研究擬通過下列方法進行：1.溶劑熱法制備三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)；2.采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等技術(shù)分析納米結(jié)構(gòu)形貌、晶體學特征；3.采用X射線光電子能譜等技術(shù)研究其電子結(jié)構(gòu)、表面化學性質(zhì)等；4.綜合運用紫外可見光譜、熒光光譜等技術(shù)研究其光物理性質(zhì)、光學性質(zhì)等；5.采用電化學技術(shù)研究其電催化性能。四、預期成果1.制備出合適的三維海膽型二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)，并進行形貌表征；2.研究其晶體學特征、電子結(jié)構(gòu)和表面化學性質(zhì)；3.研究其光物理性質(zhì)、光學性質(zhì)；4.研究其電催化性能，探究其應用價值。五、研究時間安排1.前期工作（1個月）：設(shè)計方案、收集文獻、熟悉實驗方法；2.樣品制備和形貌表征（3個月）：制備樣品、采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等技術(shù)表征其形貌、結(jié)構(gòu)和晶體學性質(zhì)；3.表面化學性質(zhì)研究（2個月）：采用X射線光電子能譜等技術(shù)研究其電子結(jié)構(gòu)、表面化學性質(zhì)等；4.光物理性質(zhì)、光學性質(zhì)研究（2個月）：綜合運用紫外可見光譜、熒光光譜等技術(shù)研究其光物理性質(zhì)、光學性質(zhì)等；5.電催化性能研究（2個月）：采用電化學技術(shù)研究其電催化性能；6.數(shù)據(jù)分析和論文撰寫（2個月）：綜合分析研究結(jié)果，撰寫研究論文。六、參考文獻1.K.Du,etal.DirectFabricationofThree-DimensionalSeaUrchin-likeTiO2andItsEnhancedPhotocatalysis.ACSAppl.Mater.Interfaces,2014,6(12):9599-9608.2.C.Wang,etal.Three-dimensionalTiO2-graphenecompositefilm:Aconductiveandphotoactivematerialforefficientphotoelectrocatalyticdetections,Chem.Eng.J.,2018,340:248-258.3.X.Xie,etal.SynthesisofThree-dimensionalCoral-likeTiO2andIts