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具有{001}晶面暴露的TiO2纳米片缺陷对气体传感性能的影响
摘要： 二氧化钛暴露的晶面是影响气体传感性能的关键因素。具有高表面能和高反应活性的高能{001}晶面的二氧化钛有望展现出优异的气体传感性能。本文通过一步水热法化学蚀刻合成了具有缺陷{001}晶面的二氧化钛纳米片。我们系统研究了具有缺陷和完整{001}晶面的二氧化钛纳米片对丙酮的气敏性能。结果表明，具有完整{001}晶面的二氧化钛纳米片的传感响应比缺陷二氧化钛纳米片高出70%，这证实了{001}晶面对提升二氧化钛气体传感性能具有重要作用。推测缺陷二氧化钛较差的气敏性可能源于吸附位点减少和电子传输受阻。本研究为解释完整{001}晶面在提高二氧化钛高灵敏度中的关键作用提供了更直接的证据，同时也为制备高灵敏度传感材料提供了新思路。
关键词： 二氧化钛纳米片，缺陷型，丙酮，{001}晶面，气体传感
更新于2025-09-23 15:22:29
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溶剂调控TiO?纳米片协同H?O?和FeCl?对苯酚的光催化降解与吸附：动力学、等温线及热力学分析
摘要： 氢氟酸（HF）已被广泛应用于调控具有(001)晶面的片状形貌TiO?的表面特性，以实现多种环境应用。然而，HF的致癌效应是其实现全球商业化的主要障碍。同样地，有研究报道采用水热法并以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为新型形貌控制剂，开发出一种环保的锐钛矿型TiO?纳米片（TNSs）合成方法。通过XRD、HRTEM、拉曼光谱、FTIR、XPS和DRS等技术对制备的TNSs进行了表征。研究了其在可见光照射下，利用过氧化氢（H?O?）和三氯化铁（FeCl?）等绿色氧化剂产生活性羟基自由基以加速光生电子-空穴对复合的抑制，从而实现苯酚光催化降解的光活性。结果表明，制备的TNSs可在绿色氧化剂作用下被激活，在H?O?和FeCl?存在下分别实现高达94.19%和97.12%的苯酚降解率。此外，苯酚吸附数据可通过准一级和准二级动力学模型良好解释，而Langmuir和Freundlich等温线更适用于描述苯酚在TNSs上的吸附行为，最大吸附容量达23.596 mg/g。通过评估多种热力学参数，表明该吸附过程具有自发性、有利性和吸热性。活化能值（18.505 kJ/mol）证实苯酚在TNSs上发生物理吸附。锐钛矿型TNSs卓越的羟基自由基和超氧自由基生成能力，以及快速抑制光生电子-空穴对复合的特性，使其成为废水处理的理想候选材料。
关键词： N,N-二甲基甲酰胺、绿色氧化剂、吸附机理、水热法、二氧化钛纳米片、苯酚
更新于2025-09-23 15:21:01