Bi掺杂TiO2催化剂在LED节能灯下对HCHO的光催化氧化开题报告

1. 一、本选题研究的目的及意义

近年来，随着城市化和工业化的快速发展，室内空气污染问题日益突出，其中甲醛(hcho)作为一种常见的挥发性有机化合物(vocs)，由于其挥发性强、毒性高，对人体健康造成严重危害，已被世界卫生组织(who)列为一类致癌物。

因此，如何高效去除室内甲醛污染成为迫切需要解决的环境问题。

光催化氧化技术作为一种新型绿色环保技术，利用光催化剂在光照条件下降解污染物，具有反应条件温和、无二次污染等优点，在室内空气净化领域展现出巨大应用潜力。

2. 二、本选题国内外研究状况综述

近年来，光催化技术在环境净化领域备受关注，其中tio2基光催化剂因其优异的性能而成为研究热点。

为了提高tio2的光催化活性，国内外学者开展了大量的改性研究工作，包括金属/非金属掺杂、半导体复合、形貌控制等。

其中，bi掺杂tio2以其独特的电子结构和光学性质，在光催化降解有机污染物方面展现出巨大潜力。

3. 三、本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 3.1主要内容

本论文将以bi掺杂tio2为研究对象，以led节能灯为光源，系统研究bi掺杂tio2光催化剂对hcho的光催化氧化性能。

主要研究内容包括以下几个方面：
(1)bi掺杂tio2光催化剂的制备及表征:采用溶溶胶-凝胶法制备不同bi掺杂浓度的tio2光催化剂，利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、紫外-可见漫反射光谱仪(uv-visdrs)等对催化剂的结构、形貌、光吸收性能进行表征。

4. 四、研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
(1)文献调研阶段：通过查阅国内外相关文献，了解光催化氧化技术、tio2光催化剂、bi掺杂改性、led光源应用等方面的研究进展，为本研究提供理论基础。

(2)催化剂制备及表征阶段：采用溶胶-凝胶法制备不同bi掺杂浓度的tio2光催化剂，并利用xrd、sem、tem、uv-visdrs等手段对催化剂的结构、形貌、光吸收性能进行表征，分析bi掺杂对tio2物理化学性质的影响。

(3)光催化活性评价阶段：搭建光催化活性评价装置，以hcho为目标污染物，考察不同bi掺杂浓度、不同led光源参数对hcho降解效果的影响，通过对比实验确定最佳bi掺杂浓度和led光源参数。

5. 五、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)采用led节能灯作为光源：与传统光源相比，led节能灯具有节能环保、寿命长、波长可控等优点，更符合绿色化学和可持续发展的理念。

(2)探索bi掺杂对tio2光催化性能的影响：bi掺杂作为一种有效的tio2改性方法，可以改变其电子结构和光学性质，提高其光催化活性，但目前关于bi掺杂tio2光催化降解hcho的研究还相对较少。

(3)结合多种表征手段揭示反应机理：采用xrd、sem、tem、uv-visdrs、捕获剂实验、epr等多种表征手段，从多个角度分析bi掺杂tio2光催化氧化hcho的反应机理，为深入理解光催化反应过程提供更多信息。

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] 张金龙,王鹏,白福全,等.室内甲醛污染现状及治理技术研究进展[j].环境科学与技术,2018,41(s1):306-312,322.

[2] 王俊霞.室内空气污染治理技术与应用[m].北京:化学工业出版社,2018.

[3] 刘守新,刘文,李巧玲,等.tio2光催化氧化降解甲醛研究进展[j].材料导报,2017,31(s1):235-240,246.