Zn掺杂TiO2纳米薄膜的制备及其光学性能研究开题报告一、选题背景及意义随着人类社会对环境保护意识的不断提高，清洁能源的应用越来越重要。太阳能是一种广泛的清洁能源资源，但其利用效率仍有待提高。目前，研究人员将其目光投向了光催化材料，通过提高其光催化性能来提高太阳能利用效率。TiO2是一种优秀的光催化材料，具有稳定、廉价等优点，但其光催化性能有限。为了提高其性能，目前已经开始探索掺杂TiO2的方法。Zn可以有效地提高TiO2的光催化性能，可促进电子-空穴对的分离和减少电荷重新组合，从而提高光催化活性。而掺杂Zn的TiO2纳米薄膜具有较小的晶粒尺寸和较大的比表面积，这使得纳米薄膜在光反应中起到更加显著的作用。因此，本研究将探究如何制备Zn掺杂TiO2纳米薄膜，并研究其光学性能，为太阳能光催化应用提供实验依据。二、研究内容和方案1.研究内容1）制备不同Zn含量的TiO2纳米薄膜；2）研究不同Zn含量对TiO2纳米薄膜的表面形貌、晶型结构和光学性能的影响；3）分析不同Zn含量的TiO2纳米薄膜的光催化性能。2.实验方案1）制备不同Zn含量的TiO2纳米薄膜：采用溶胶-凝胶法制备，掺杂Zn的量分别为0%、1%、3%、5%、7%、10%；2）研究不同Zn含量对TiO2纳米薄膜的表面形貌、晶型结构和光学性能的影响：采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）等测试手段观察样品的表面形貌、晶型结构和光学性质；3）分析不同Zn含量的TiO2纳米薄膜的光催化性能：采用紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）测试纳米薄膜的吸收率，并测试纳米薄膜的光分解甲醛实验，验证不同Zn含量对纳米薄膜的光催化活性的影响。三、预期成果1）制备了不同Zn含量的TiO2纳米薄膜；2）探究了不同Zn含量对TiO2纳米薄膜的表面形貌、晶型结构和光学性能的影响；3）分析了不同Zn含量的TiO2纳米薄膜的光催化性能，为太阳能光催化应用提供实验依据；4）撰写研究成果，并在相关学术期刊上发表论文。