氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能.pdf

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1、第29卷第1O期无机化学学报Vol_29No．102013年10月CHINESEJOURNALOFIN0RGANICCHEMISTRY2133．2139氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能钟永辉'2周琪1刘家琴，2王岩，2陈星3吴玉程2(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)(安徽省先进功能材料与器件重点实验室，合肥230009)(中科院合肥智能机械研究所，合肥230031)摘要：以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、乙醇为溶剂，采用溶剂热法合成了氟化改性的TiO：空心微球，并利用X

2、RD、FE—SEM、FⅥR、XPS等手段对氟化TiO：微球的晶体结构、形貌、分子基团以及元素形态等性质进行了表征，同时将TiO微球应用于光催化降解甲基橙溶液。结果表明：氟化TiO空心微球由奥斯瓦尔德熟化过程获得，其中TiO，以锐钛矿存在，氟以化学吸附态存在于TiO2的表面，形成；Ti．F基团。相比纯TiO：，氟化TiO2空心微球光催化活性有很大提高，对初始浓度为20mg．L-1的甲基橙溶液进行光催化降解30min，其降解率达到98％。氟化改性TiO，空心微球光催化活性的提高是源于TiO，独特的空心

3、微球结构以及TiO表面—F基团的存在。TiO表面ri．F基团有很强的吸电子能力，抑制了光生电子与空穴的复合，同时有利于羟基自由基的产生关键词：二氧化钛；氟化；空心微球；光催化中图分类号：0614．411文献标识码：A文章编号：1001—4861(2013)10．2133．07DOI：10．3969／j．issn．1001—4861．2013．00．238PreparationofFluorizatedTi02HollowMicrospheresandTheirPhotocatalyticActiv

4、ityZHONGYong—Hui工ZHOUQiLIUJia-Qin。WANGYan’CHENXing’WUYu-Cheng，，(SchoolofMaterialsScienceandEngieering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)qAnhuiKeyLaboratoryofAdvancedFunctionalMaterialsandDevices，Hefei230009,China)(31nstituteofIntelligentMa

5、chines，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China)Abstract：UsingtetrabutylorthotitanateasTisource．hydrofluoricacidasFsourceandethanolassolvent，wellcrystallizedanatase—phaseF—modifiedTiO2hollowmicrosphereshavebeensynthesizedviaasolvothermalprocess．Thes

6、tructureandpropertiesoftheresultingsampleswerecharacterizedbyXRD，SEM，FTIR，XPS．TheresultsindicatedthatthefluorizatedTiO2hollowmicrosphereshadananatasephase，thefluorineatomsweremainlydistributedonthesurfaceofTiO2，andexistedinformsofchemical—adsorption．H

7、ollowanataseTiO2microsphereswereachievedbyOstwaldripeningundersolvothermalconditions．Comparedtopuretitania，thefluorizatedTiO2hollowmicrospheresshowedamuchhigherdegradationefficiency，anddegradationrateofwhichcanbeupto98％duringthephotodegradationofmethy

8、lorangewiththeinitialconcentrationof20mg。L～for30minutes．Themechanismforthegreatimprovementforphotocatalyticactivitycanbeattributedtotheuniquestructureofhollowmicrosphereandthefluorinemodification，becausethestrongelectronwithdrawingabilityofthe