紫外光诱导的二氧化钛常温晶化行为研究

锐钛矿型二氧化钛(TiO_2)从非晶态到晶态的转化,一般需要高温、水热等条件来实现。发展锐钛矿型TiO_2的常温制备技术,对功能材料和器件制备具有重要意义。本文报道了一种无定形态TiO_2纳米管在紫外光诱导下的常温晶化行为。研究发现,阳极氧化法制备的无定形TiO_2纳米管在常温下、水溶液中被254 nm的紫外光照射后,转化为锐钛矿晶型。这一转化的机理是,在紫外光照射下,无定形TiO_2产生光致氧空位,在表面形成大量羟基,羟基发生羟联反应,促进TiO_6]八面体的有序排列,进而形成锐钛矿晶型。研究进一步发现,延长光照时间、在材料中引入贵金属Pd原子,TiO_2的晶化行为增强,而在水溶液中引入有机污染物质则降低晶化程度。紫外光诱导晶化方法制备的锐钛矿型TiO_2具备一定的光催化活性。