用于合成TiO2纳米颗粒的多重扩散火焰燃烧器及其收集装置设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

二氧化钛（tio2）纳米颗粒由于其独特的物理化学性质，例如优异的光催化性能、高折射率、紫外线吸收能力和化学稳定性，近年来在环境净化、能源转化、生物医药等领域引起了广泛的研究兴趣。

传统的tio2纳米颗粒合成方法，如溶胶-凝胶法、水热法等，存在着工艺复杂、成本高、产率低等缺点，难以满足大规模工业化生产的需求。

多重扩散火焰合成法作为一种新兴的纳米材料制备技术，具有操作简单、反应迅速、易于控制、成本低廉、易于实现规模化生产等优点，为tio2纳米颗粒的制备提供了一种极具潜力的替代方案。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，tio2纳米材料因其在光催化、太阳能电池、传感器等领域的广泛应用前景而备受关注，其制备方法也得到了深入研究和发展。

目前，国内外学者在tio2纳米颗粒的制备方面进行了大量的研究，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对tio2纳米颗粒的多重扩散火焰合成及其收集装置设计展开深入研究，主要研究内容包括以下几个方面：
1.多重扩散火焰燃烧器设计：设计一种新型的多重扩散火焰燃烧器，能够产生稳定可控的火焰，并能精确调节火焰温度、气体流量和前驱体浓度等关键参数。

燃烧器的设计将重点考虑火焰稳定性、温度均匀性和可控性等因素，以确保tio2纳米颗粒的合成效率和质量。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对用于合成tio2纳米颗粒的多重扩散火焰燃烧器及其收集装置进行设计和优化。

首先，将进行理论分析，研究多重扩散火焰的燃烧特性、tio2纳米颗粒的形成机理以及影响tio2纳米颗粒尺寸、形貌和晶体结构的关键因素。

基于理论分析结果，初步确定燃烧器和收集装置的设计方案。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.燃烧器结构创新:提出一种新型的多重扩散火焰燃烧器结构，能够产生稳定可控的火焰，并实现对火焰温度、气体流量和前驱体浓度的精确控制，为tio2纳米颗粒的可控合成提供保障。

2.合成机理研究:深入研究tio2纳米颗粒在多重扩散火焰中的形成机理，揭示火焰温度、前驱体浓度、停留时间等因素对tio2纳米颗粒形貌、尺寸和晶体结构的影响规律，为tio2纳米颗粒的合成工艺优化提供理论指导。

3.收集装置设计:设计一种高效、稳定的tio2纳米颗粒收集装置，能够有效提高tio2纳米颗粒的收集效率，并防止其在收集过程中发生团聚或污染，为tio2纳米颗粒的工业化生产提供技术支持。

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]李洪, 张政, 周俊, 等. 低浓度甲烷扩散火焰燃烧特性及nox排放[j]. 中国电机工程学报, 2021, 41(20): 7091-7100.

[2]周凯元, 陈蓉, 张平, 等. 多孔介质燃烧合成tio2纳米颗粒的数值模拟[j]. 化工学报, 2020, 71(5): 2223-2232.

[3]刘洋, 王志武, 彭程, 等. 旋流火焰合成二氧化钛纳米颗粒实验研究[j]. 功能材料, 2018, 49(12): 12070-12075 12080.