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第16卷第1期 2015年2月 北华大学学报(自然科学版) JOURNAL OF BEIHUA UNIVERSITY(Natural Science) VolJ 16 No.1 Feb.2015 文章编号:1009—4822(2015)01—0022—04 DOI:10.1 1713/j.issn.1009—822.42015.01.005 TiO2(B)光催化剂的制备方法 及光催化性能的比较研究 孙娟娟,陈丽娜,闰建文,王长华 (北华大学化学与生物学院,吉林吉林132033) 摘要:采用强碱水热、乙二醇溶剂热及醋酸溶剂热三种不同方法来制备TiO:(B),结果分别得到了纳米线、纳米 片及纳米带3种不同结构的TiO:(B)光催化剂.进一步通过2一萘酚的太阳光催化降解反应比较了3种TiO:(B) 光催化剂的光催化性能.研究发现,不同方法制备的催化剂光催化活性顺序如下:醋酸溶剂热法>强碱水热法> 乙二醇溶剂热法.最后探讨了引起光催化剂间活性差别的几种可能因素. 关键词:TiO,(B);高结晶;光催化;纳米带 中图分类号:0614.3 2015.16(1):22—25. 文献标志码:A 【引用格式】孙娟娟,陈丽娜,闫建文,等.TiO:(B)光催化剂的制备方法及光催化性能的比较研究[J].北华大学学报:自然科学版, Comparison Study on the Preparation and Photocatalytic Activities of TiO2(B)Photocatalysts Sun Juanjuan,Chen Lina,Yan Jianwen,Wang Changhua (College ofChemistry and Biology,Beihua University,Jilin 132033,China) Abstract:We adopted three methods including alkaline-hydrothermal,ethylene glycol—solvothermal and acetic acid.solvothermal to prepare TiO2(B)photocatalysts,which produced nanowires,nanosheets and nanoribbons, respectively.Further,the photocatalytic activities between them were compared via photocatalytic degradation of 2一naphthol under solar light.The study showed that the activity of samples via different methods followed the order:acetic acid-solvothermal>alkaline—hydrothermal>ethylene glycol-solvotherma1.The possible reasons for the activity difference of photocatalysts were discussed. Key words:TiO2(B);high crystallinity;photocatalysis;nanofibbon 目前为止,TiO 俨然成为光催化材料中的“明星分子”,并在环境净化及绿色能源方面展现出诱人的 应用前景 1-3].TiO 常见的晶相有3种,分别为锐钛矿、金红石、板钛矿.研究者们对这3种晶相的纯相 TiO,及含这3种晶相的混相TiO 进行了大量细致的研究.而近年研究又发现,TiO 还可以另一种晶相形 式存在——TiO (B)[4-6].该晶相属于单斜晶系,是一种比锐钛矿和金红石密度小、结构松散的介稳态氧化 钛同质变体.1980年,Marchand等通过高温固相烧结法合成了TiO (B)块体颗粒 ;2004年,Bruce等结合 强碱水热法和离子交换法得到了TiO (B)纳米线 ;2010年,王训等通过更简单的乙二醇溶剂热一步法 收稿日期:2014-12—10 基金项目:国家自然科学基金项目(51102001). 作者简介:孙娟娟(1991一),女,硕士研究生,主要从事半导体氧化物光催化研究,E—mail:sun19910905@163.con;通信作者:王长华 (1981一),男,博士,讲师,硕士生导师,主要从事光催化材料研究,E-mail:wangch002@aliyun.com.
第1期 孙娟娟,等:TiO2(B)光催化剂的制备方法及光催化性能的比较研究 23 合成了TiO:(B)纳米片 ;2014年,王长华等通过醋酸溶剂热法合成了TiO:(B)纳米带 1o].与TiO 的其 他常见晶相相比,对TiO:(B)的光催化活性的评价目前仍处于前期探索阶段.为了更大程度地发挥TiO 的实用价值及推进TiO 的光催化实用进程,有必要对目前研究阶段的各TiO (B)光催化剂的光催化活性 进行比较研究.本文通过以上几种典型的制备方法制备了纳米结构的TiO (B),并初步比较了各TiO (B) 催化剂的光催化活性. 1 实 验 1.1样品制备 3种样品的合成均参照文献[8—10]方法.为了避免后续退火温度不同造成的催化剂活性对比时的不 确定性,煅烧条件均为空气中370 ̄C 2 h. 强碱水热法:参照文献[8]方法合成,具体如下:取8.46 g商用P25一TiO:(Degussa公司)于80 mL 15 M NaOH水溶液中,搅拌均匀后转移到高压反应釜中170℃水热72 h,反应后用0.05