水热后处理对二氧化钛光催化性能的提升作用及其机理

为了进一步提高商品P25光催化活性,采用了一种温和且简单的水热方法对其进行后处理,整个处理过程只需加入去离子水。通过对处理前后的样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸脱附等温线等测试表明:处理后的样品粒径减小,介孔结构更加突出,比表面积、平均孔径和孔容等相对于商品P25都有大幅提高,对入射光吸收有明显红移。同时,还考察了不同后处理条件对TiO_2形貌和光催化活性的影响,包括温度、时间和溶剂类型等。结果表明:当水热温度为180℃、处理时间为4 h时,TiO_2对染料的光催化降解效果最好,反应速率常数(k_(app)=0.11 min~(-1))是未处理商品P25的3倍(k_(app)=0.034 min~(-1)),且反应溶液的总有机碳(TOC)去除率达64.63%,证明有机物得到了较为彻底的分解。自由基淬灭实验显示:经水热后处理的样品可以在光照下产生更多的活性氧化物种,因而加快了有机染料的降解过程。