退火处理对于二氧化钛薄膜的微结构与光催化性能影响研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

二氧化钛（tio₂）作为一种宽禁带半导体材料，由于其优异的光催化性能、化学稳定性、低成本和无毒等特点，在环境污染治理、太阳能电池、传感器等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，tio₂本身存在光生电子-空穴对复合率高、光响应范围窄等问题，限制了其光催化效率的进一步提高。

为了克服这些限制，需要对tio₂材料进行改性，以提高其光催化活性。

2. 本选题国内外研究状况综述

二氧化钛薄膜作为一种重要的光催化材料，其制备及改性方法一直受到国内外学者的广泛关注。

近年来，退火处理作为一种简单有效的改性方法，被广泛应用于tio₂薄膜的制备和性能优化。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将采用溶胶-凝胶法制备tio₂薄膜，并通过不同温度和气氛的退火处理，系统研究退火处理对tio₂薄膜微观结构和光催化性能的影响。

具体研究内容如下：
1.采用xrd、sem、tem等手段分析不同退火温度和气氛对tio₂薄膜的晶体结构、晶粒尺寸、表面形貌等微观结构的影响。

2.利用xps、uv-vis等技术分析不同退火温度和气氛对tio₂薄膜表面元素组成、光吸收性能等的影响。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤：
1.溶胶-凝胶法制备tio₂薄膜：以钛酸丁酯为钛源，乙醇为溶剂，冰醋酸为抑制剂，制备tio₂溶胶。

将溶胶通过旋涂法涂覆在基底上，经过干燥和预退火处理后，得到tio₂薄膜。

2.退火处理：将制备好的tio₂薄膜在不同温度和气氛下进行退火处理。

5. 研究的创新点

本研究拟采用系统研究的方法，结合多种材料表征手段，深入探讨退火温度和气氛对tio₂薄膜微观结构和光催化性能的影响规律，并结合理论计算，揭示其内在机制。

具体来说，本研究的创新点包括:
1.系统研究退火温度和气氛对tio₂薄膜微观结构的影响，揭示其演变规律。

2.结合多种表征手段，深入分析退火处理对tio₂薄膜光吸收性能、光生载流子分离效率等的影响机制。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张晓磊, 刘颖, 王静, 等. 退火温度对tio2薄膜结构和光催化性能的影响[j]. 功能材料, 2018, 49(12): 12053-12057.

[2] 李晓峰, 张丽华, 王晓燕. 退火温度对溶胶-凝胶法制备tio2薄膜的结构及光催化性能的影响[j]. 无机材料学报, 2017, 32(9): 963-968.

[3] 邓鹏, 王利, 李小波, 等. 退火处理对磁控溅射tio2薄膜微结构和光催化性能的影响[j]. 材料导报, 2019, 33(16): 2740-2745 2752.