微波合成暴露高活性晶面的锐钛矿TiO2纳米晶体

摘要

将钛酸四丁酯(20g),氢氟酸(3ml)以及水(0-21ml)混匀,用微波水热法在200度反应30分钟,快速合成了{001}晶面暴露比例可调控的高能面锐铁矿型TiO2纳米晶。对所制备的催化剂进行了XRD,TEM,氨吸附脱附和XPS表征。催化剂的光活性用阴离子染料X3B的降解以及香豆素荧光技术进行评价。结果发现,随着体系水量从0增加到21 ml,所得催化剂形貌由纳米片逐渐过渡到八面体双锥,引起{001}高能面的比例逐渐减小(从71％减小到23％)。光活性测试结果表明：表面氟化的TiO2催化剂的光催化活性随着水用量的增加先增强而后减弱。当水用量为3ml时,所得样品具有最高的光活性,其{001}面暴露比例为60％.当用稀NaOH溶液除去TiO2表面的氟离子后,高能面暴露比例为51％的W9样品具有最高的光催化活性。该研究结果说明,晶面和表面化学性质对高能面TiO2催化剂的光活性都具有重要的影响。