氟改性纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基橙机理.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao、MayActaP．一Chim．Sin．2011，27(5)，1149—11561149[Article]www．whxb．pku．edu．cn氟改性纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙机理蒋晶晶龙明策吴德勇蔡伟民(上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240)摘要：采用简易的沉淀一氟化一回流晶化法在低温下制备了氟改性纳米TiO(F-TiO：)，并通过透射电镜(TEM)，X射线衍射(XRD)，傅里叶变换红外(FTIR)光谱，X射线光电子能谱(XPS)和漫反射光谱(DRS)等表征手段研究了

2、粉末的形貌、晶型、元素形态和光吸收性质．结果表明：实验制得的F-Tjo2为椭圆形纳米颗粒，粒径为5—8nm：氟离子能够有效抑制板钛矿相TiO的生成，并同时提高锐钛矿相TiO的晶化度：修饰的氟主要分布在TiO表面，以化学吸附态为主，并伴有少量的间隙氟．光催化降解甲基橙的实验表明，氟离子改性的TiO同时具有较高的全谱和可见光催化活性．通过碱洗和焙烧的对照实验分析可知，F—TiO在可见光下降解甲基橙的机理是源于一种由O。表面吸附氟和间隙氟共同增强的染料敏化降解作用．关键词：氟改性：二氧化钛：回流：可见光活性；染料敏化中图分类号：0643Prep

3、arationofF·ModifiedNanosizedTi02andItsMethylOrangePhotodegradationMechanismJIANGJing·JingLONGMing—CeWUDe—YongCAIWei-Min(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,PR．China)Abstract：Fluorine—modifiednanosizedTiO2(F—TiO2)wasprepared

4、byafacileprecipitation—fluorination—refluxmethod．Characterizationsoftransmissionelectronmicroscopy(TEM)，X—raydifractionfxRD)，Fouriertransforminfrared(FTIR)spectroscopy，X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，anddiffusereflectancespectroscopy(DRS)werecarriedouttoinvestigatevar

5、iouspropertiesoftheas．preparedF—TiO2powder．WefoundthattheF一"lqO2particlesweresinail(5-8nm)andellipsoidalinshape．Thepresenceoffluorinenotonlysuppressedthefc}rmationofabrookitephase．butalsoimprovedthecrystallinityoftheanatasephase．Thefluorineatomsweremainlydistributedonthes

6、urfaceofTiO2。andexistedinbothformsofchemical-adsorptionandinterstitial—doping．Comparedtopuretitania．thefluorine—modifiedTi02powdershowedamuchhighermethylorangefMO)degradationeficiencyunderUVlightandundervisibleIight．Throughtheexperimentsofalkalinewashingandheattreatment．w

7、efoundthattheincreasedMOdegradationrateundervisiblelightirradiationwascausedbytheenhancedself-degradationofthedyeoverthesurface—modifiedTiO2．KeyWords：Fluorine-modification；Titaniumdioxide；Reflux；Visible·lightactivity；Dyesensitization1引言化学分解水的现象以来，TiO逐渐成为非均相光催自1972年首次观察到光照

8、TiO阳极出现光电化研究的热点．TiO：光催化剂中存在两个影响其实Received：October20，2010；Revised：March1，2011；PublishedonWeb：Apri