TiO2表面羟基及其性质.pdf

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1、万方数据第19卷第5期2007年5月化学进展PROGRESSINCHEMIsl限YV01．19No．5May，2007Ti02表面羟基及其性质*林华香王绪绪一付贤智(福州大学光催化研究所福州350002)摘要’ri02表面含有丰富的羟基基团，研究表面羟基的分布和性质对理解’I102的吸附和光催化作用本质有非常重要的意义。本文简要总结了国内外近年来关于7Ii02表面羟基的研究进展，如不同晶相结构Ti02的表面羟基状态及不同晶面上羟基的种类、表面吸附水对羟基分布的影响、表面羟基的光电化学性质及其在光催化反应中的作用等。最后对Ti02表面羟基研究中存在的问题进行了分析。关

2、键词二氧化钛表面羟基光催化中图分类号：0643．3文献标识码：A文章编号：1005．281x(2007)05．0665．06Properti销andDistmutionoftheSumceHydro圳GmupsofTi02砌胁缸昭贶增胁Ⅱ一几胁砌i、(ResearchhlstituteofPho眦atalysi8，FuzhouUnive瑙蚵，Fuzh伽350002)Abs岫lctHaving叭rf如ehyd姗叮l伊oup8a陀o∞oftllemostiml埘taIltchar∽teristicsofTi02蛐d如e，锄d“sh鹅gre砒e妇fect蚰tllephot

3、oc砒alysisandad∞rptionpmpeni∞ofTi02．Studyof8u出celIydroxylgroups0fTi02i80fiInponaIlceintIleinvestigationof8udkepmpeni∞蚰dc删y8isproperti铭ofTi02．This陀、riewbrieny鲫n姐ari跹dt}Ieinvesti鲥∞s0f8u面cehyd姗讲g咖psin弛centye哪，includiIlgme咖Ites蚰dkindsoftIIehy删铲伽psoft

4、ledi自fe托ntcr)rstalpha8船0fTiOl，tlleef玷cto

5、fabso出edH2Oonmehydl_oxylgmups，蚰dtllephotoelectrochemical明dphotocatalyticbehavio鹉0ftllehydroxyl伊叫ps．Finally，∞meproblemsintllestudyofsu西∞ehydm】【ylgmupsis舳alyzed．Keyw叫ds’I'02；8uI：＆Icehydmxylg∞ups；photocatalysis’ri02因化学稳定性好、无毒、价廉等优点，在多相光催化n】、太阳能电池【副、抗茵建筑材料b1和光照疗法¨1等众多领域有着广泛的应用前景。表面晶格缺陷、表面化

6、学态及其局域结构对’ri02的物理化学性质有极大的影响，对此国内外已经有大量的研究报道【’-m】。表面羟基是其中最值得研究的问题，对理解Ti02的吸附、催化及光催化作用相当重要。遗憾的是，人们对7n02表面羟基的状态和作用至今尚未认识清楚。原因是，不像一般的氧化物，’n02表面具有超强亲水性，而且在许多实际应用中都有水参与，比如光催化反应过程中有大量的水生成，许多反应都是在水相体系中进行。此外，’n02表面非常活泼，水分子既可以分子形式在其上吸附，也可以解离方式在其上吸附；羟基基团既能接受一个质子成为阳离子，也能给出一个质子成为阴离子。这些使7ri02表面羟基的状态

7、变得异常复杂和难于清楚表征。本论文简要总结了近年来关于TiO：表面羟基在实验和理论方面的研究进展，以及表面吸附水对表面羟基物种的影响，同时也对关于表面羟基的物理化学性质及在光催化反应中的作用作了简要的收稿：2006年8月，收修改稿：2006年10月*国家自然科学基金项目(No．20537010，20573020，20373011，20673020)，科技部重大基础研究前期研究专项(2004ccA07100)，福建省自然科学基金(猫13007)，福建省教委三项基金(K04015)资助**通讯联系人e-咖Iil：嗍@缸．edu．明万方数据·666·化学进1展第19卷评述

8、。量繁02的表嚣羟基1．1锐钛矿和金纽石的表面羟基Ti02有锐钛矿、金红石和板钛矿3种晶型，其中以锐钛矿和金红蠢裰最为常见。骶02表面性质(褒嚣化学态、表面缺陷位、表面羟基等)圭予糕备方法和处理条件不同而有所不同Ⅲ]。近几十年来，有不少关于7ri02的表筒羟基的研究报道，但得到的结果并非完全一致。Yates等n21用原位红外光谱比较了锐钛矿纛金红荔瓣表面羟基，震察裂在350℃熬粪空条件下，锐钛矿瓤02有3715cm叫和3675cmq两个羟基吸收峰，而金红石Ti02表面则只有3680cm～一个羟基吸收峰。与Yat峭的观察结果一致，懿磁ev等【133也发瑷龛荭石在筋