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以钛酸丁酯为钛源,HF为形貌诱导剂,采用水热法合成具有暴露(001)晶面的二维TiO2纳米片,并选用Cr(Ⅵ)为目标污染物,研究催化剂的光催化还原能力。此外选用HCI为诱导剂,钛酸丁酯为钛源,制备三维纳米花型TiO2光催化剂,并选择甲基橙(MO)作为模型污染物。结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、比表面积测试法(BET)等表征手段研究催化剂的形貌结构和表面化学特性对光催化活性的影响。Ti02已被广泛应用于光催化去除水中污染物,研究在不额外添加任何还原剂或者空穴捕捉剂的情况下,以TiO2纳米片为光催化剂,在紫外-可见光照射下还原水中Cr(Ⅵ)。通过调节初始的F/Ti比,采用水热法合成了具有不同(001)晶面比例的纳米结构TiO2光催化剂,无氟TiO2则通过碱洗得到。通过反应中Cr(Ⅵ)的饱和吸附量及光催化还原的拟一级反应速率常数说明表面氟化和(001)晶面的作用。结合表征方法证实表面氟化和(001)晶面能够通过提高表面羟基基团的数量促进吸附过程,而且氟化作用还能有效抑制光生电子空穴对的复合。因为Cr(Ⅵ)在(101)晶面的还原反应与H2O在(001)晶面上的解离是同时发生的,所以(001)与(101)晶面有一最佳比例,本研究确定为72：18。以钛酸丁酯和浓盐酸为原料,采用一步水热法合成一系列不同晶相和形貌的二氧化钛光催化剂。选择甲基橙(MO)为目标污染物,并通过其在紫外-可见光下的降解效率来研究催化剂活性。通过高分辨透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射测试(XRD)、X射线光电子测试(XPS)和比表面积测试(BET)等表征手段来研究催化剂的物理化学性质,并建立其与光催化活性的关系。结果表明,催化剂的光催化活性与其本身的三维结构和晶相组成直接相关。催化效果好的催化剂必须兼具花状的三维结构和分散在其边缘的锐钛矿粒状颗粒。三维花状结构可以增强催化剂的光捕获能力,并促进反应物分子从溶液中转移到TiO2活性位上。此外得到,最佳的锐钛矿与金红石的比例为80：20,此比例有利于光生电子-空穴的分离。