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本文通過解析制備納米二氧化鈦的原理經(jīng)氫氣熱處理后對(duì)其光催化降解苯酚活性的影響. 結(jié)合 DRS ,FS , XRD等研究手段 ,并發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦光觸媒催化降解苯酚的活性與其光學(xué)特性(吸收光能力和熒光發(fā)射強(qiáng)度)有較好的一致性 ,而光學(xué)特性來自表面態(tài). 由此 ,本文提出了納米二氧化鈦光學(xué)表面態(tài)的概念 ,認(rèn)為與光觸媒催化活性密切相關(guān)的納米二氧化鈦光學(xué)表面態(tài)的性質(zhì) ,是由這些鈦羥基和低價(jià)鈦的數(shù)量及比例決定的.因此制備納米二氧化鈦的原理方法分為氣相法和液相法兩大類.
如下圖為光觸媒催化反應(yīng)原理
近十年來 ,人們對(duì)半導(dǎo)體光觸媒催化消除環(huán)境污染作了大量研究. 在已被研究的催化劑中 , 納米TiO2 被認(rèn)為是較理想的 ,并已在污水處理和空氣的凈化中得到了應(yīng)用. 已經(jīng)發(fā)現(xiàn) ,納米 TiO2 的晶型結(jié)構(gòu)、摻雜金屬離子、催化劑結(jié)合載體、擔(dān)載貴金屬質(zhì)量、表面衍生化分布、表面羥基基團(tuán)密度及不同氣氛處理等都對(duì)光觸媒催化活性有影響. 特別有趣的是 ,即便是 TiO2 晶型相同 ,光催化活性也有很大的差異, 氫氣熱處理會(huì)使光催化活性有不同程度的提高. 這些都說明 , 納米TiO2 的表面態(tài)對(duì)其光催化活性有重要的影響.
納米二氧化鈦制備方法是以 TiO2 光催化降解水溶液中的苯酚為模型反應(yīng) ,著重研究了氫氣氣氛的熱處理對(duì)TiO2 的表面光學(xué)特性的影響 ,并對(duì)這種表面光學(xué)特性的變化與光催化活性進(jìn)行了關(guān)聯(lián).但若沒有足夠的鈦羥基捕獲空穴 ,電子和空穴的復(fù)合速率也會(huì)同時(shí)加快 . 只有當(dāng) TiO2 表面鈦羥基和低價(jià)鈦的比例合適時(shí) ,才會(huì)更有效地改善它的吸收光能力 ,促進(jìn)電子和空穴的分離和界面電荷轉(zhuǎn)移.納米二氧化鈦表面的粗糙程度估計(jì)也會(huì)對(duì)改善材料的吸收光能力有一定的影響.
綜上所述 ,納米二氧化鈦的光學(xué)表面態(tài)在光催化中起了重要的作用. 這種光學(xué)表面態(tài)來自它的表面鈦羥基和低價(jià)態(tài) ,最佳的光學(xué)表面態(tài)與它們的數(shù)量及數(shù)量之比例有關(guān). 對(duì)商品二氧化鈦 ,經(jīng)合適的還原氣氛熱處理 ,能構(gòu)建出最佳的光學(xué)表面態(tài) ,較大程度地改善其光催化活性.
面對(duì)我國(guó)納米二氧化鈦光觸媒催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)納米粉末的微觀結(jié)構(gòu)研究還有待于進(jìn)一步深入,對(duì)納米二氧化鈦微粉特有的化學(xué)物理機(jī)械性能,應(yīng)從理論微觀結(jié)構(gòu)入手研究他們產(chǎn)生的機(jī)理?？傊S著納米材料體系和各種超結(jié)構(gòu)體系研究的開展和深入,納米二氧化鈦超細(xì)粒子制備技術(shù)將會(huì)得到日益改進(jìn).
（本文轉(zhuǎn)自：http://www.bzyuhuang.com）
