二氧化钛纳米片自组装合成介孔空心微球及其形成机理

摘要

本文以硫酸氧钛为原料,氢氟酸(HF)和尿素为导向剂,采用一步水热法制备出具有(001)晶面优势取向的纳米颗粒构筑的TiO2空心微球.采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对微球的形貌、结构和组成进行分析表征,以亚甲基蓝(MB)为模拟污水考察样品光催化降解MB的能力.结果表明:样品颗粒为直径1～3μm的空心微球,球壁由锐钛矿相(A-TiO2)纳米晶和孔隙构成,A-TiO2纳米晶的晶面具有明显的优势取向,以(001)为主,平均孔径为12.90 nm,属介孔范围;制备过程中适量的HF可以增强A-TiO2纳米晶的结晶程度,诱导(001)晶面的形成及稳定保存下来;当制备过程中钛与氟的摩尔比为0.40时,A-TiO2微球具有蛋黄结构,其比表面积可达21.05 m2/g,对亚甲基蓝的降解率高达99.9％,表现出最佳的光催化活性.