氟掺杂锐钛矿型TiO 2 溶胶的制备、表征及催化 - 上海有机化学研究所.PDF

2006 年第 64 卷 化 学 学 报 Vol. 64, 2006 第 17 期, 1805～1811 ACTA CHIMICA SINICA No. 17, 1805～1811 ·研究论文· 氟掺杂锐钛矿型 TiO 溶胶的制备、表征及催化性能 2 黄冬根 廖世军* 党 志 (华南理工大学化学科学学院 广州 510641) 摘要 以四氯化钛为前驱物, 采用改性的沉淀-溶胶-水热晶化法制备了一种具有锐钛矿型结构的氟掺杂的二氧化钛 (F-TiO2)溶胶. 研究了氟掺杂、水热晶化的温度、时间及介质 pH 值对溶胶粒子的晶型和晶化度的影响. 采用 XRD, TG-DTA, TEM, UV-Vis-DRS, FTIR, XPS 技术及吸附、表面酸度测定手段对溶胶粒子的结构进行了表征. XRD 分析结果 表明: 氟的掺入可以降低水热晶化反应的温度或减少反应时间、提高粒子的晶化度, 溶胶粒子具有锐钛矿型结构; TEM 分析显示: 粒子呈圆球型, 平均粒径大约为 6.5 nm. XPS 测定结果表明; 氟在溶胶粒子中以吸附态和结合态两种形式存 在; 吸附、表面酸度及光催化活性测定表明: 与 P25 型 TiO 及纯 TiO 溶胶粒子相比, F-TiO 溶胶粒子具有更大的吸附 2 2 2 能力、更强的表面酸度及更高的光催化活性. 还从光生载流子分离效率等方面探讨了掺杂对催化剂活性影响的机理. 关键词 沉淀-溶胶-水热晶化法; 制备; 表征; 氟; 二氧化钛溶胶 Preparation, Characterization and Photocatalytic Performance of Anatase F Doped TiO2 Sol HUANG, Dong-Gen LIAO, Shi-Jun* DANG, Zhi (College of Chemistry, South China University of Technology, Guangzhou 510641) Abstract A fluorine doped TiO sol (F-TiO ) was prepared by a modified precipitation-sol-hydrothermal 2 2 crystallization method using TiCl4 as precursor ．The influence of F doping, hydrothermal treating tempera- ture and time, pH values of medium on the morphology and crystallization was studied. The structure of as-prepared F-TiO2 sol was characterized by XRD, UV-Vis-DRS, TEM, TG-DTA,