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本文以钛酸四丁酯为钛源,氟化钾和2 M的硫酸为{001}晶面稳定剂,采用水热法制备{001}晶面暴露的锐钛型TiO2。在低水热温度130℃下,本文考察了氟钛比、晶化时间、溶剂种类三个因素对工艺的影响。氟钛比为0.6,晶化时间为9 h,乙醇作为溶剂时为最佳合成条件,合成的TiO2暴露的{001}晶面比例约为30%,且颗粒分散均匀。以罗丹明B为目标污染物,TiO2/{001}在可见光下180 min内的降解效率达到87.5%,优于P25的62.3%。 利用浸渍焙烧法,分别将暴露{001}晶面的TiO2与Fe2O3,CuO,WO3成功进行了复合改性。利用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis、XPS等表征手段对复合材料进行表征,结果表明复合材料不影响暴露的{001}晶面比例,且复合材料对紫外光和可见光的吸收均有所增强, Fe2O3/TiO2/{001}、CuO/TiO2/{001}、WO3/TiO2/{001}的吸收边均有明显红移。以罗丹明B为目标污染物,可见光下的光催化降解实验结果表明:Fe2O3的最佳复合量为0.5%,光催化降解效率可达98.5%;CuO的最佳复合量为1%,降解效率可达94.9%;WO3的最佳复合量为0.5%,降解效率可达97.5%,均优于TiO2/{001}的87.5%。 分别利用异丙醇捕获羟基自由基,EDTA捕获空穴和对苯醌捕获超氧自由基,初步探讨了暴露有{001}晶面的锐钛型TiO2在可见光下降解罗丹明B的光催化机理。实验结果表明:加入EDTA后,光催化活性显著下降,其它两种捕获剂的加入对光催化活性无影响。从而提出TiO2/{001}可见光下光催化降解罗丹明B的机理为空穴直接氧化。