本文通过解析制备纳米二氧化钛的原理经氢气热处理后对其光催化降解苯酚活性的影响. 结合 DRS ,FS , XRD等研究手段 ,并发现纳米二氧化钛光触媒催化降解苯酚的活性与其光学特性(吸收光能力和荧光发射强度)有较好的一致性 ,而光学特性来自表面态. 由此 ,本文提出了纳米二氧化钛光学表面态的概念 ,认为与光触媒催化活性密切相关的纳米二氧化钛光学表面态的性质 ,是由这些钛羟基和低价钛的数量及比例决定的.因此制备纳米二氧化钛的原理方法分为气相法和液相法两大类.

      如下图为光触媒催化反应原理

      近十年来 ,人们对半导体光触媒催化消除环境污染作了大量研究. 在已被研究的催化剂中 , 纳米TiO2 被认为是较理想的 ,并已在污水处理和空气的净化中得到了应用. 已经发现 ,纳米 TiO2 的晶型结构、掺杂金属离子、催化剂结合载体、担载贵金属质量、表面衍生化分布、表面羟基基团密度及不同气氛处理等都对光触媒催化活性有影响. 特别有趣的是 ,即便是 TiO2 晶型相同 ,光催化活性也有很大的差异, 氢气热处理会使光催化活性有不同程度的提高. 这些都说明 , 纳米TiO2 的表面态对其光催化活性有重要的影响.

       纳米二氧化钛制备方法是以 TiO2 光催化降解水溶液中的苯酚为模型反应 ,着重研究了氢气气氛的热处理对TiO2 的表面光学特性的影响 ,并对这种表面光学特性的变化与光催化活性进行了关联.但若没有足够的钛羟基捕获空穴 ,电子和空穴的复合速率也会同时加快 . 只有当 TiO2 表面钛羟基和低价钛的比例合适时 ,才会更有效地改善它的吸收光能力 ,促进电子和空穴的分离和界面电荷转移.纳米二氧化钛表面的粗糙程度估计也会对改善材料的吸收光能力有一定的影响.

       面对我国纳米二氧化钛光触媒催化剂的发展现状，对纳米粉末的微观结构研究还有待于进一步深入,对纳米二氧化钛微粉特有的化学物理机械性能,应从理论微观结构入手研究他们产生的机理。总之随着纳米材料体系和各种超结构体系研究的开展和深入,纳米二氧化钛超细粒子制备技术将会得到日益改进.

（本文转自：http://www.jianghutio2.com）