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摘要
以不同氟化物为晶面控制剂，采用超声辅助-溶胶凝胶法制备{001}和{101}晶面协同的F-TiO2，借助XRD、TEM和EDS表征其物相结构、微观形貌和元素组成，通过改变氟化物种类和添加量确定F-TiO2的最佳制备条件，并探讨其可见光催化过程中的主要活性物种及作用机理，研究关键反应参数对F-TiO2光催化活性的影响.结果表明，引入NH4F、NaF和HF可调控TiO2沿{001}、{101}晶面生长，同时F-掺杂能够增大材料的比表面积，制备所得材料的光催化性能均高于纯TiO2.但在NaBF4调控下合成的TiO2为锐钛矿/金红石/Na3TiF6三相共存的半导体耦合结构，可见光催化活性显著下降.当NH4F添加量为0.1 g时，材料显示出最强的光催化性能，可见光照射60 min后RhB的降解率为97.24%，矿化率达78.39%.降解反应符合一级反应动力学规律，速率常数为0.1321 min-1.通过自由基捕获实验和ESR测试发现，h+、·OH均以关键活性因子参与F-TiO2的可见光催化过程.F-TiO2光催化活性增强主要归因于{001}和{101}晶面的协同作用和表面异质结的形成，其能有效提高光催化反应过程中光生电子空穴对的分离和迁移效率.在可见光照射下，适当增加催化剂投加量，降低RhB初始浓度，控制溶液为中性环境，可显著提高材料的降解速率.
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