氟掺杂锐钛矿型TiO2溶胶的制备、表征及催化性能

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6.5nm.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TiO2及纯TiO2溶胶粒子相比,F-TiO2溶胶粒子具有更大的吸附能力、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.