高活性{111}面暴露的銳鈦礦二氧化鈦的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、TiO2的表面形貌對于其光催化性能有著至關(guān)重要的影響。本研究中，我們通過水熱合成法制備了一種新型的銳鈦礦納米二氧化鈦，在NH4F和HF的作用下，高活性｛111｝面占主導(dǎo)地位。本研究的主要進(jìn)展通過調(diào)節(jié)NH4+和F-的摩爾比例，可以直接控制二氧化鈦暴露的晶面。當(dāng)NH4+和F-的摩爾比達(dá)到1:2,能夠得到{111}面為主要暴露面的銳鈦礦二氧化鈦。當(dāng)只加入氨水或HF時，得到的納米銳鈦礦二氧化鈦暴露面分別為{101}面或{001}面。這樣的{11

2、1}面暴露的納米二氧化鈦顯示出優(yōu)異的光催化活性,這種活性是｛001｝面的片狀二氧化鈦和商用的德固賽P25的2-3倍，也就證實了{(lán)111}面比{001}和{101}面具有更高的光催化活性。原子在的表面是不飽和Ti5c、Ti3c和O2c模式產(chǎn)生更高的吸附和降解能力。
　　同時，我們還研究了用這種方法所制備的不同晶面暴露的納米銳鈦礦二氧化鈦的光催化選擇性能。通過上述水熱合成法得到｛101｝面、｛111｝面和｛001｝面為主要暴露面的銳鈦

3、礦二氧化鈦后，煅燒去除表面吸附的原子。結(jié)果顯示，｛101｝面暴露的二氧化鈦結(jié)合有殘留的N，并且以不飽和N3c的模式存在，在對MO和MB的混合溶液進(jìn)行光催化選擇性實驗中表現(xiàn)出對MO的選擇性降解。而｛111｝面和｛001｝面暴露的銳鈦礦二氧化鈦表現(xiàn)出對MB的光催化選擇性。這證明了光催化選擇性可以被不同的主導(dǎo)晶面影響。經(jīng)過進(jìn)一步的分析，我們得出｛001｝面和｛111｝面表面上存在不飽和的O2c，這樣的結(jié)合模式提高了吸附選擇性，在光催化選擇實驗