臭氧修饰(001)晶面TiO2纳米片及其光催化降解甲苯研究(英文)

作者：杨越; 王徵羽; 张帆; 樊奕; 董晶晶; 孙松; 高琛^*; 鲍骏^*

来源：Chinese Journal of Chemical Physics, 2019, 32(05): 611-619.

• 臭氧修饰
• (001)晶面
• 甲苯降解
• TiO2
• 原位DRIFTS

本文系统研究了臭氧修饰对(001)主导晶面锐钛矿型TiO2光催化剂降解甲苯性能的影响.利用自行搭建的光催化VOCs降解装置对催化剂光降解甲苯的性能进行了测试.通过多种表征手段,结合原位DRIFTS和DFT计算研究了臭氧表面修饰及甲苯吸附和降解机理.结果表明,用臭氧进行表面修饰可以显著提高(001)主导晶面TiO2光催化降解甲苯的性能.(001)晶面上丰富的5c-Ti不饱和配位是臭氧分子的吸附位点,其解离后形成的Ti-O键与H2O分子结合,在表面生成大量孤立的Ti5c-OH.Ti5c-OH是甲苯分子的吸附位,它的形成显著提高了对甲苯分子的吸附能力.在光照下Ti5c-OH与光生空穴结合能形成·OH自由基.通过臭氧解离产生的O2也可以与光生电子结合形成超氧自由基.这些具有强氧化性活性自由基的形成促进了对气相甲苯的光催化降解速率.

• 单位
  安徽大学; 北京航空航天大学; 中国科学院; 化学化工学院; 中国科学技术大学