奈米銳鈦礦二氧化鈦光觸媒之合成及結構分析之研究

Syntheses and Characterization of Anatase-Typed Titania Nanophase Photocatalysts

林錕松(Kuen-Song Lin) ； 郭昱清(Yu-Ching Kuo) ； 楊立群(Li-Chiung Yang) ； 羅兆鈞(Chao-Chun Lo)

《界面科學會誌》 27卷1期 (2005/03) Pp. 43-54

https://doi.org/10.30020/JCCIS.200503.0005

摘要

利用光觸媒的異相光催化反應來處理環境污染問題的研究，已相當廣泛，但使用奈米級光觸媒來提升光催化效率，仍有分離困難、價格較貴之缺點。奈米TiO2因具有高活性，化學穩定性，價格便宜且無毒性，故深具實用潛力，因此本研究之主要目的為奈米銳鈦礦TiO2合成及其精細結構特性的研究。實驗是以溶膠凝膠法合成的奈米級銳鈦礦TiO2為結晶微粒，經FE-SEM、XRPD及TEM測試，實驗結果顯示光觸媒微粒直徑在20-40 nm之間，即使經過一個月的靜置測試也不會沉降。然而在合成的實驗中，改變顆粒大小影響因素，包括pH值、操作溫度以及攪拌磁石的大小不同來做分析研究，其中以pH值為1.5、溫度358 K、攪拌磁石大小為2.5 cm的實驗條件為最佳；另外，以同步輻射光來鑑定奈米銳鈦礦TiO2微粒之精細結構，實驗數據分析結果可得中心Ti具有四個O配位，鍵長為1.96Å。

關鍵字

銳鈦礦二氧化鈦 ； 奈米微粒 ； 凝膠溶膠法 ； 光觸媒 ； 同步輻射

並列摘要

Titanium dioxide has been well known as a photocatalyst material and been applied in many fields in the past two decades. Recently, nanopahse TiO2 particles have also been studied due to its high surface area and excellent catalytic activities. Therefore, the innovatory synthetic routes and properties analyses or identification of the anatase-typed TiO2 nanoparticles were investigated in the present work. The synthesis conditions of nanopahse anatase-typed TiO2 photocatalysts included T = 328-358 K, different stirrer sizes of 1.5-3.5 cm, and mixing rates of 870 rpm. Analyses of FE-SEM, XRPD, TEM and zeta potential meter showed the TiO2 photocatalysts nanoparticle sizes ranged of 20-40 nm. The EXAFS data showed that the nanophase TiO2 photocatalysts had a central Ti atom coordinated by four primarily Ti-O with a bond distance of 1.96 Å.

並列關鍵字

anatase TiO2 ； nanoparticles ； sol-gel method ； photocatalyst ； synchrotron radiation