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具有增强罗丹明B降解光催化活性的分级组装多孔TiO2纳米颗粒

DOI：10.1016/j.colsurfa.2019.124199 期刊：Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 尽管废水处理用光催化剂研发取得巨大进展，但合成过程中使用的有害化学品进入水体会引发新的环境问题。本研究通过醇盐前驱体（钛酸四叔丁酯）缩合的无酸环保水热法，制备出层级组装多孔二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NPs）。通过调节水热处理时间实现了对织构特性的精准调控。采用XRD、TGA、N2吸附-脱附、FE-SEM和FE-TEM分析对样品的结构、形貌及理化性质进行表征。所有样品的N2吸附-脱附曲线均呈现独特的双狭缝模型等温线，BJH介孔分布曲线显示所有样品在6.9 nm处出现强峰，在46.1 nm处出现微宽峰，并在80-95 nm范围内存在更宽的峰群。结果表明光催化活性高度依赖于织构特性尤其是孔径大小，其活性与孔径大小排序为：TiO2-12h > TiO2-48h > TiO2-24h > TiO2-6h；而比表面积与晶粒尺寸排序为：TiO2-48h > TiO2-12h > TiO2-24h > TiO2-6h。该简易策略可拓展应用于制备多种金属氧化物，用于其它污染物及微生物的光催化降解。
作者： Vishwanath Hiremath，Virendrakumar G. Deonikar，Hern Kim，Jeong Gil Seo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种环保的水热法合成具有增强罗丹明B降解光催化活性的分层多孔TiO2纳米颗粒。

研究成果

该研究通过环保的水热法成功制备出具有层次孔结构的二氧化钛纳米颗粒，在罗丹明B降解中展现出增强的光催化活性。研究发现光催化效率高度依赖于材料结构特性，尤其是孔径大小。TiO2-12h样品表现出最高活性，在20分钟内实现了98%的降解率。该方法可推广至其他金属氧化物用于环境修复应用。

研究不足

该研究聚焦于罗丹明B的降解，在未经进一步优化的情况下可能并不直接适用于其他污染物。其合成方法虽具有环保性，但仍需高温煅烧。

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