中学物理TiO 2 纳米薄膜创新实验设计
发布时间：2022-12-18 13:51
本论文以中学物理创新实验理论知识为研究基础,结合新课程改革所提出对素质教育的基本要求,将中学物理创新实验与物理科学前沿内容相结合,设计了一系列关于纳米材料的中学物理创新实验,对中学物理创新实验设计进行了探索,实验方案的设计以学生为主体,选择溶胶-凝胶法,这一方法安全简便,易于学习,又是现代物理科学研究的常用实验方法,适宜应用于中学物理创新实验的设计中,所选用的表征方法包括XRD、UV-Vis及电化学工作站等操作较为便捷,对实验结果具有更为直观的认识,让学生开拓眼界,激发学生的求知欲和实验兴趣。以TiO2纳米薄膜的制备及其光电性能的研究为实例设计中学物理创新实验,采用溶胶-凝胶法,将TiO2纳米薄膜制备工艺中薄膜层数、提拉速度以及退火温度等因素作为研究变量通过对实验结果的表征和分析,得出最佳制备工艺。让学生在实验的过程中对创新物理实验具有更为深入的理解,学习实验方法的同时创立实验思维,学会处理实验数据,并通过查找文献的方法对实验现象作出解释。由于学生对知识程度及理解能力的差异,以TiO2纳米薄膜创新实验作为基础,进一步设计...
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 中学物理创新实验概论
1.2.1 中学物理创新实验概念
1.2.2 中学物理创新实验目标
1.2.3 中学物理创新实验开发原则
1.3 纳米TiO_2材料概述
1.3.1 纳米材料定义及特性
1.3.2 纳米半导体材料
1.3.3 纳米TiO_2材料简介
1.3.4 TiO_2纳米薄膜
1.3.5 金属微粒修饰TiO_2纳米薄膜
1.4 本课题的选题意义、研究内容及创新点
第二章 中学物理创新实验方法
2.1 引言
2.2 实验制备方法
2.2.1 溶胶-凝胶法原理及过程
2.2.2 溶胶-凝胶法的优缺点
2.2.3 溶胶-凝胶法的影响因素
2.3 实验测试与表征方法
2.3.1 X射线衍射测试
2.3.2 紫外-可见吸收光谱表征
2.3.3 光电性能测试
2.3.4 催化性能测试
第三章 “TiO_2纳米薄膜光电性能研究”创新实验设计
3.1 引言
3.2 中学物理创新实验课程设计
3.2.1 实验目的
3.2.2 实验过程
3.3 结果与讨论
3.3.1 薄膜层数对薄膜光电性能的影响
3.3.2 提拉速度对薄膜光电性能的影响
3.3.3 退火温度的对样品晶格结构及光电性能的影响
3.3.4 溶胶稳定性及薄膜的牢固度
3.4 实验注意事项
3.5 本章小结
第四章 中学物理创新实验拓展
4.1 引言
4.2 Ag掺杂TiO_2纳米薄膜光电性能创新实验设计实例
4.2.1 发现问题与创建实验思路
4.2.2 实验方法及实验表征
4.2.3 实验结果与讨论
4.2.4 Ag掺杂对薄膜光电性能影响机制分析
4.3 纳米Ag修饰TiO_2纳米薄膜光电性能创新实验设计实例
4.3.1 发现问题与创建实验思路
4.3.2 实验方法及实验表征
4.3.3 实验结果与讨论
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2/TiO2催化剂的合成及其光催化性能[J]. 任小赛,常薇,刘斌,孙润军,郭艳蓉. 西安工程大学学报. 2015(06)
[2]纳米TiO2光催化材料在环境土壤修复中的应用研究进展[J]. 张文通,陈勇,陈超,陈昌兵,刘欣伟. 材料导报. 2015(11)
[3]纳米材料在环境保护中的应用[J]. 魏永军,李晓斌. 广东化工. 2015(01)
[4]直流反应磁控溅射制备的Mo掺杂TiO2薄膜的光电特性[J]. 颜秉熙,罗胜耘,沈杰. 物理化学学报. 2012(02)
[5]TiO2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水[J]. 李丹丹,刘中清,颜欣,郑剑,刘旭. 无机化学学报. 2011(07)
[6]氧化钛纳米棒/纳米颗粒复合晶膜电极的制备与应用[J]. 赵丽,戴国田,王世敏,卢红兵,董兵海,许祖勋,余家国. 硅酸盐学报. 2011(06)
[7]Ag掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究[J]. 张理元,刘钟馨,于晓龙,吕作凤,曹阳. 功能材料. 2010(12)
[8]镧、银离子掺杂对TiO2光催化活性的影响[J]. 林乐瑜,程永清,刘根起,冯蕾,罗东卫. 钛工业进展. 2010(05)
[9]新课程与物理实验教学方式的实施策略[J]. 黄菊英. 当代教育论坛(学科教育研究). 2007(07)
[10]纳米材料的研究及应用[J]. 魏方芳. 化学工程与装备. 2007(03)
博士论文
[1]纳米银掺杂的稀土荧光材料的制备与荧光增强效应研究[D]. 张德恺.西北大学 2012
[2]金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究[D]. 刘秀华.中国工程物理研究院 2007
硕士论文
[1]纳米二氧化钛薄膜的制备及其光电性能研究[D]. 张媛.大连海事大学 2009
[2]利用新科技新材料开发实验作为培养学生创新能力的途径[D]. 徐海浮.苏州大学 2008
[3]二氧化硅气凝胶的溶胶—凝胶法制备及金属银纳米粒子掺杂研究[D]. 马少华.陕西师范大学 2008
[4]二氧化钛光催化材料离子掺杂行为及机理研究[D]. 王晓林.广西大学 2005
本文编号：3722173
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 中学物理创新实验概论
1.2.1 中学物理创新实验概念
1.2.2 中学物理创新实验目标
1.2.3 中学物理创新实验开发原则
1.3 纳米TiO_2材料概述
1.3.1 纳米材料定义及特性
1.3.2 纳米半导体材料
1.3.3 纳米TiO_2材料简介
1.3.4 TiO_2纳米薄膜
1.3.5 金属微粒修饰TiO_2纳米薄膜
1.4 本课题的选题意义、研究内容及创新点
第二章 中学物理创新实验方法
2.1 引言
2.2 实验制备方法
2.2.1 溶胶-凝胶法原理及过程
2.2.2 溶胶-凝胶法的优缺点
2.2.3 溶胶-凝胶法的影响因素
2.3 实验测试与表征方法
2.3.1 X射线衍射测试
2.3.2 紫外-可见吸收光谱表征
2.3.3 光电性能测试
2.3.4 催化性能测试
第三章 “TiO_2纳米薄膜光电性能研究”创新实验设计
3.1 引言
3.2 中学物理创新实验课程设计
3.2.1 实验目的
3.2.2 实验过程
3.3 结果与讨论
3.3.1 薄膜层数对薄膜光电性能的影响
3.3.2 提拉速度对薄膜光电性能的影响
3.3.3 退火温度的对样品晶格结构及光电性能的影响
3.3.4 溶胶稳定性及薄膜的牢固度
3.4 实验注意事项
3.5 本章小结
第四章 中学物理创新实验拓展
4.1 引言
4.2 Ag掺杂TiO_2纳米薄膜光电性能创新实验设计实例
4.2.1 发现问题与创建实验思路
4.2.2 实验方法及实验表征
4.2.3 实验结果与讨论
4.2.4 Ag掺杂对薄膜光电性能影响机制分析
4.3 纳米Ag修饰TiO_2纳米薄膜光电性能创新实验设计实例
4.3.1 发现问题与创建实验思路
4.3.2 实验方法及实验表征
4.3.3 实验结果与讨论
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2/TiO2催化剂的合成及其光催化性能[J]. 任小赛,常薇,刘斌,孙润军,郭艳蓉. 西安工程大学学报. 2015(06)
[2]纳米TiO2光催化材料在环境土壤修复中的应用研究进展[J]. 张文通,陈勇,陈超,陈昌兵,刘欣伟. 材料导报. 2015(11)
[3]纳米材料在环境保护中的应用[J]. 魏永军,李晓斌. 广东化工. 2015(01)
[4]直流反应磁控溅射制备的Mo掺杂TiO2薄膜的光电特性[J]. 颜秉熙,罗胜耘,沈杰. 物理化学学报. 2012(02)
[5]TiO2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水[J]. 李丹丹,刘中清,颜欣,郑剑,刘旭. 无机化学学报. 2011(07)
[6]氧化钛纳米棒/纳米颗粒复合晶膜电极的制备与应用[J]. 赵丽,戴国田,王世敏,卢红兵,董兵海,许祖勋,余家国. 硅酸盐学报. 2011(06)
[7]Ag掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究[J]. 张理元,刘钟馨,于晓龙,吕作凤,曹阳. 功能材料. 2010(12)
[8]镧、银离子掺杂对TiO2光催化活性的影响[J]. 林乐瑜,程永清,刘根起,冯蕾,罗东卫. 钛工业进展. 2010(05)
[9]新课程与物理实验教学方式的实施策略[J]. 黄菊英. 当代教育论坛(学科教育研究). 2007(07)
[10]纳米材料的研究及应用[J]. 魏方芳. 化学工程与装备. 2007(03)
博士论文
[1]纳米银掺杂的稀土荧光材料的制备与荧光增强效应研究[D]. 张德恺.西北大学 2012
[2]金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究[D]. 刘秀华.中国工程物理研究院 2007
硕士论文
[1]纳米二氧化钛薄膜的制备及其光电性能研究[D]. 张媛.大连海事大学 2009
[2]利用新科技新材料开发实验作为培养学生创新能力的途径[D]. 徐海浮.苏州大学 2008
[3]二氧化硅气凝胶的溶胶—凝胶法制备及金属银纳米粒子掺杂研究[D]. 马少华.陕西师范大学 2008
[4]二氧化钛光催化材料离子掺杂行为及机理研究[D]. 王晓林.广西大学 2005
本文编号：3722173
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