锐钛矿型TiO_2纳米粒子的形态对其光催化性能的影响

马梦楠, 杜鹃, 张家民, 齐超, 周兴平

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2022.0452

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (02) : 15 -23. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2022.0452

锐钛矿型TiO_2纳米粒子的形态对其光催化性能的影响

马梦楠, 杜鹃, 张家民, 齐超, 周兴平

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摘要

以异丙醇钛为钛源、三乙醇胺为稳定剂，采用凝胶-溶胶法通过改变体系的pH值合成了从颗粒状到棒状形态径向比逐渐增大的锐钛矿型TiO_2纳米粒子。通过不同形态的TiO_2在紫外灯下光催化降解阳离子型染料亚甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)、罗丹明B (RB)与阴离子型染料甲基橙(MO)、刚果红(CR),探究TiO_2的形态对其光催化性能的影响。研究结果表明：随着棒状二氧化钛纳米粒子的径向比的增加，其对碱性阳离子染料的光催化活性随之升高，而对酸性阴离子染料的光催化活性则随之降低。在阳离子染料中对MG的降解率最为显著，紫外光照2 h内降解率可达100.0%;而在阴离子染料中对CR的效果最好，紫外光下照射2 h后的降解率可达68.0%。通过对比二氧化钛的形态，可见二氧化钛纳米粒子的各个晶面中c面所占比例大小决定了TiO_2纳米粒子的选择性吸附，从而影响其光催化性能，而其中同种类型染料的降解速率的不同与染料自身结构有关。