焙烧温度对滑动弧等离子体制备纳米TiO_2光催化剂的影响

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Ti O2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Ti O2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Ti O2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Ti O2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fA<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。