1. 研究目的与意义（文献综述）

半导体异相光催化是从20世纪70年代逐渐发展起来的新兴技术，是半导体光电化学的主要分支，属于物理、化学和材料的交叉学科，几十年来，受到了世界范围内科学研究工作者的广泛关注。半导体异相光催化的研究目的在于有效地利用太阳光进行污染物处理，由于可有效节约能源，是一种环保的环境污染净化措施，因而具备潜在的广泛应用前景。当前，这种技术已经应用于水污染和气体污染的净化。由于半导体异相光催化技术属于深度氧化技术，因而可以将有机污染物深度分解为co2和h20而无害化，与其他技术相比，具有无可比拟的优势。特别是近年来，半导体异相光催化技术已经逐渐与光催化产氢、光诱导超亲水性结合起来，形成了新的应用和研究领域，也形成了一些产品。

研制高性能的光催化材料并探索相关机制一直是光催化研究的热点和重点。tio2由于具有优异的化学性能、稳定性好、无毒和成本低等特点得到了人们的深入研究。tio2半导体光催化的研究应用和开发日益受到重视，并且已经得到许多突破。但其禁带（3.2ev）较宽，可见光响应差，只有波长小于380nm的紫外光才能使其激发产生电子-空穴对，因而其太阳能利用率低。近年来，研究者们尝试用各种方法对tio2进行修饰改性以提高其可见光利用率。经过长期的研究发现，对tio2进行掺杂是一种有效可行的提高可见光利用率的方法。

tio2有三种相：板钛矿，锐钛矿和金红石。金红石型tio2的晶型属于四方晶系，品格的中心有一个钛原子，其周围有6个氧原子，这些氧原子正位于八面体的棱角处，两个tio2分子组成一个晶胞；锐钛矿型tio2的晶型也属于四方晶系，由四个tio2分子组成一个晶胞；板钛矿型tio2的晶型属于斜方晶系，六个tio2分子组成一个晶胞。他们性质也因此不同，其中金红石型tio2和锐钛矿型tio2具有较高的催化活性，尤其以锐钛矿型光催化活性最佳。而锐钛矿型tio2晶体通常暴露的面是热力学稳定的（101）晶面，而光催化活性最高的面却是（001）晶面，因此，（001）面暴露的锐钛矿型tio2的制备就成为了近年研究的热点。tio2具有亲水性、光催化性、电荷传输性以及一些特殊的光学特性。目前，许多国家的企业、大学和政府科研机构都在积极地对tio2的光催化性进行应用开发：纳米二氧化钛的光催化性能可以用在污水处理、空气净化、抗菌杀菌方面，相比于传统的生物处理工艺，其消耗能源少、方便简单，反应速度快、降解迅速，降解范围广，几乎能降解任何有机物，并且能消除二次污染。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

以高暴露（001）面tio₂作为tio2材料主体，通过pt颗粒表面修饰提高其光催化活性，研究仅pt修饰后tio₂光催化活性随温度的变化，并于未负载pt 的tio2材料对照，并初步讨论其物理化学机制。

研究目标：

3. 研究计划与安排

第1-3周，参阅文献资料，明确研究内容，开始英文文献的翻译，了解研究所需要材料、化学试剂和仪器设备等等；

第4-8周，按照试验合成pt担载tio2材料；

第9-12周，采用现代分析测试手段（xrd、fe-sem等）表征材料，采用气相色谱测试样品活性；

第13-14周，总结实验数据，完成并修改毕业论文，；

4. 参考文献（12篇以上）

1. martin setvín,ulrich aschauer, philipp scheiber, ye-fei li, weiyi hou, michael schmid, annabella selloni, ulrike diebold, reaction of o2 with subsurface oxygen vacancies on tio2 anatase (101)[j], science, 2013, 341: 988-991

2. martin setvin,cesare franchini,xianfeng hao, michael schmid,anderson janotti, direct view at excess electrons in tio2 rutile and anatase[j], prl 2014, 113(8):086402

3.shengcao nie, xiujian zhao, baoshun liu,a facile hydrothermal method for the controllable synthesis of tio2 nanocrystals with tunable shapes[j], rsc adv., 2015, 5(125): 103386-103393

4.baoshun liu, xiujian zhao, kazuya nakata, akira fujishima, construction of hierarchical titanium dioxide nanomaterials by tuning the structure of polyvinylpyrrolidone-titanium butoxide complexes from 2- to 3-dimensional[j], j. mater. chem. a. 2013, 1: 4993–5000