部分还原二氧化钛的NMR和EPR研究（英文）

作者：李玉红; 吴新平; 刘聪; 王萌; 宋本腾; 郁桂云; 杨刚; 侯文华; 龚学庆; 彭路明^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2020, 36(04): 92-103.

• 部分还原TiO2
• 固体核磁共振
• 17O核磁谱
• 1H核磁谱
• 电子顺磁共振
• 羟基
• 氢键
• 可见光降解

部分还原TiO2纳米材料由于具备可见光催化及降解活性而引起广泛研究关注。本研究采用17O和1H魔角旋转固体核磁共振(MASNMR)谱学,结合电子顺磁共振(EPR)谱学研究了锐钛矿型部分还原TiO2(Re-A-TiO2)纳米颗粒的表面结构,并与非还原样品(A-TiO2)作了对比。EPR结果显示,Re-A-TiO2的顺磁物种(氧空位(OV)和Ti3+)含量远高于A-TiO2,并且EPR信号的强度受吸附水含量的显著影响,我们结合1H NMR数据,探讨了这一过程中的结构变化。17O NMR谱中,两种样品除了表面2配位氧(m2-O)的信号有明显差异外,还发现在Re-A-TiO2表面有更多的羟基(OH),显示该样品表面有较高比例的(001)晶面暴露。综合EPR和NMR数据,可推断羟基主要来源于顺磁中心与吸附水分子反应。1H→17O交叉极化(CP)-MAS和二维异核相关(2D HETCOR)NMR谱确认了强吸附的水物种和一种羟基的归属,另外位于约11 ppm的1H NMR信号可归属为分子内氢键中的氢物种。这些表面结构的差异应与两种材料光降解甲基橙性能差别直接相关。

• 单位
  化学与材料工程学院; 常熟理工学院; 化学化工学院; 生物工程学院; 南京大学; 盐城工学院; 华东理工大学