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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着工业的发展和人口的快速增长，能源问题和环境污染的问题日益突出，为了人类社会的可持续发展，研发出新型高效并且无污染的解决方案成为当今科研领域的重点。在众多的能源中，太阳能具有清洁，无污染并且可再生的特点，因此如何高效的利用太阳能是研究解决方案的主要方向，半导体光催化技术可以将太阳能转化为反应所需的化学能1，其作为解决环境问题的新技术得到人们的广泛关注，表现出了良好的应用前景。
在众多的半导体光催化剂材料中，TiO2展现了巨大的潜力，具有活性高，稳定性好，抗腐蚀能力强，价格低廉等优点，但是其自身的能带结构特点也在一定程度上限制了其应用，TiO2的禁带宽度较宽（锐钛矿相3.2 eV,金红石相3.0 eV）, 一方面，只能被波长小于380 nm的紫外光所激发，对太阳光的利用率较低，另外，单纯TiO2在光激发下产生的电子-空穴对较容易复合，这较大地限制了TiO2材料在光催化领域的应用2，同时其大的比表面积产生的表面断键等，会在其禁带中产生大量的表面态能级，从而影响电荷的传输、复合和界面迁移3, 4。为克服以上的问题，人们进行了一系列的探索研究，如元素掺杂法，染料敏化法，半导体复合法，表面贵金属沉积法等，试图拓展TiO2的光响应范围到可见光区，并提高其光催化量子效率5。其中沉积贵金属是对TiO2进行改性的最主要方法。
相关研究表明，金纳米颗粒是性能优异的电子助剂。与其他贵金属，如Pt相比金颗粒的价格较低并且容易获得，毒性也较小，其在TiO2表面沉积，可以有效改变TiO2体系的电子分布，影响到TiO2的表面性质，使光电子和空穴得以有效的分离，从而使迁移到金纳米颗粒表面的电子发生还原反应6, 7。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：本课题采用P25为客体材料，制备纳米Au修饰的TiO2材料，通过光沉积方法在材料上负载纳米Au粒子。
材料表征：对纳米Au修饰的TiO2材料进行结构表征和电学性能测试，并通过XRD，N2吸/脱附，TEM，SEM，红外UV-vis吸收等表征手段对其形貌结构及其元素组成进行分析，
3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4-6周：按照设计方案，制备纳米Au修饰的TiO2复合材料。
第7-10周：采用XRD、SEM、红外UV-vis吸收等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试，进行不同温度下的光电导测试和丙酮光催化实验。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] X. Yan, T. Ohno, K. Nishijima, et al. Is methylene blue an appropriate substrate for a photocatalytic activity test? A study with visible-light responsive titania[J]. Chemical Physics Letters, 2006, 429: 606-610.
[2] 祝文豪, TiO2纳米复合材料制备及其光催化性能研究[D].浙江:浙江理工大学, 2017: 2-5.
[3] J. Bisquert, F. Fabregat-Santiago, I. Mora-Seró, et al. A review of recent results on electrochemical determination of the density of electronic states of nanostructured metal-oxide semiconductors and organic hole conductors[J]. Inorganica Chimica Acta, 2008, 361: 684-698.
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