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

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。