焙烧温度对滑动弧等离子体制备纳米TiO2光催化剂的影响

无机材料学报, 2015, 30(2): 189-194. doi: 10.15541/jim20140260

焙烧温度对滑动弧等离子体制备纳米TiO2光催化剂的影响

刘诗鑫 ^1, , 李小松 ^2, , 邓晓清 ^3, , 孙智广 ^4, , 朱爱民 ^5,

1.大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连116024

2.大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连116024

3.大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连116024

4.大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连116024

5.大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连116024

基金项目: 国家自然科学基金(51077009) National Natural Science Foundation of China (51077009)

关键词：滑动弧等离子体 , 二氧化钛 , 光催化剂 , 锐钛矿相含量

Influence of Calcination Temperature on Nano-TiO2 Photocatalyst Synthesized by Gliding Arc Plasma

Keywords： gliding arc plasma , TiO2 , photocatalyst , anatase content

采用滑动弧等离子体制备出不同颗粒形貌和锐钛矿相初始含量(fA)的纳米TiO2粉体.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和物理吸附仪对焙烧前后的样品进行表征,考察了焙烧温度对纳米TiO2的晶相组成、晶体粒径、比表面积(SBET)和颗粒形貌的影响.通过光催化氧化亚甲基蓝反应评价样品焙烧后的光催化活性.结果表明,滑动弧等离子体制备的纳米TiO2的锐钛矿相向金红石相转变温度约为650℃,锐钛矿相向金红石相的转变速率取决于焙烧温度、颗粒形貌和锐钛矿相初始含量.随焙烧温度升高,球形颗粒的锐钛矿晶体粒径略微增大,SBET缓慢减小;非球形颗粒的锐钛矿晶体粒径快速增大,SBET迅速减小.随着fA的增加,纳米TiO2粉体的光催化表观反应速率常数(k)呈现三种不同的变化趋势:当A＜70％时,k随之缓慢增加;当70％＜fA＜85％时,k随之快速增加;当fA＞85％时,k转为快速降低.

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