TiO2纳米薄片的合成及其光催化降解苯酚性能.pdf

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1、第27卷第6期无机化学学报V0l-27No．62011年6月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMflSTRY1041．1046TiO2纳米薄片的合成及其光催化降解苯酚性能李丽媛江芳z万海勤许昭怡郑寿荣，f南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京210046)f南京理工大学环境与生物工程学院，南京210094)摘要：以钛酸纳米管为前驱体，通过添加NaF高温水热合成了(O01)面暴露的TiO：纳米薄片，并对其催化苯酚光降解行为进行了研究。结果表明经水热反应后，钛酸型TiO：纳米管(NT)转晶成锐钛矿型TiO纳米薄片(NS)，且

2、具有高(001)暴露面。和NT相比．NS对苯酚的光催化降解活性显著提高．其活性随水热温度升高而增加。NS光催化去除苯酚符合一级动力学，其中200℃合成的NS反应速率常数最高，为0．083Hdn-。同时，苯酚的光催化反应初活性与其初浓度的关系符合Langmuir-Hinshelwood模型．表明苯酚的光催化降解受吸附控制。关键词：TiO2纳米薄片；水热合成；光催化降解苯酚中图分类号：O614．41l；0643．3文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)06—1041—06TiO2Nanosheet：SynthesisandPhotocatalyti

3、cPerformanceforPhenolDegradationULi—YuanJIANGFangWANHai—QinXUZhao—YiZHENGShou—Rong(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，andSchooloftheEnvironment，．Nar~ingUniversity,]iangsu210046(n(~NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094cnAbstract：Ti％nanosheet(NS)withe

4、xposed【(001)facetswassynthesizedviaahydrothermalapproachusingfitanatenanotube(NT)astheprecursorandNaFastheshapecontrollingagent．Photocatalyticphenoldegradationoverthecatalystswasinvestigated．ResultsshowedthatuponhydrothermaltreatmentNTwastransformedtoanataseNSwithhigh【(001)facets．In

5、comparisonwithNT，NSdisplayedmuchhigherphotocatalyticactivityforphenoldegradation，andthecatalyticactivityincreasedwiththehydrothermaltemperature．PhenoldegradationoverNSfollowedfirst—orderkinetics,，andNSpreparedat200oChadthehighestrateconstantof0．083min～．Moreover，thedependencyofphenol

6、degradationrateoninitialphenolconcentrationobeyedtheLangmui—Hinshelwoodmodel，indicativeofanadsorptioncontrollingreactionmechanism．Keywords：Ti％nanosheet；hydrothermalsynthesis；photocatalyticphenoldegradation0引言景．引起广泛重视在光催化反应中，TiO的催化活性与其晶型结TiO川具有化学性质稳定、廉价易得、无二次污构、颗粒大小以及表面结构密切相关锐钛矿、金染等特

7、点，成为应用最为广泛的半导体材料之一。近红石以及板钛矿为TiO最常见的3种晶型．其中以年来，以TiO基材料为催化剂的多相光催化技术在锐钛矿活性最高lll，且锐钛矿不同晶面具备不同的彻底消除水体及空气污染方面显示出良好的应用前催化活性。锐钛矿中表面能量较高的晶面为f0011收稿日期：201l-01．Q4。收修改稿日期：2011．03．-24国家自然科学基金(No．2O807O23)和科技部国际科技合作(No．20l0DFA9l9l0)资助项目。通讯联系人。E—mail：srzheng@nju．edu．cn，Tel：(o25)83686o961O42无机化学学报第

8、27卷面，其表面能约为0．90J·m，