利用活性炭模板有效合成纳米级锐钛矿型TiO?单晶以增强结晶紫的光降解效果

摘要： 通过简单的溶胶-凝胶法，采用三种活性炭（AC）模板成功合成了纳米级锐钛矿TiO?单晶。以木质活性炭为模板制得最优光催化剂（T-WOAC）。X射线衍射、透射电镜及BET分析表明，T-WOAC具有8.7 nm的小晶粒尺寸和清晰的中孔结构。通过结晶紫（CV）光降解实验评估样品光催化性能，结果显示AC模板制备的光催化剂比原始TiO?具有更优异的光催化活性。这种增强可能源于AC制备的催化剂具有小晶粒尺寸、大比表面积和孔容特性。T-WOAC表现出高光催化活性，在120分钟光照后CV降解率达99.01%，速率常数k=0.03914 min?1，是原始TiO?（k=0.00994 min?1）的3.9倍。该结果主要归因于采用具有适中比表面积和孔容的WOAC制备T-WOAC。碱性条件有利于光催化剂对CV的光降解。本研究提出了CV的可能降解机制，并表明所制光催化剂可有效去除水溶液中的CV。