晶面工程化{001}锐钛矿型TiO2纳米颗粒增强刚果红光催化降解性能研究

《Journal of Molecular Structure》：Facet-Engineered {001} Anatase TiO? Nanoparticles for Enhanced Photocatalytic Degradation of Congo Red

本研究通过水热法合成{001}晶面暴露的TiO2纳米颗粒，系统探讨了氢氟酸（HF）用量对晶面调控、氟吸附及光催化降解刚果红（CR）性能的协同增强机制，为环境修复材料设计提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过HF调控水热合成{001}晶面主导的TiO₂纳米颗粒，揭示了晶面与表面氟吸附的协同效应，显著提升光催化降解刚果红（Congo Red）性能。

Crystallographic phase analysis（晶体相分析）

X射线衍射（XRD）图谱显示合成样品与锐钛矿TiO₂标准卡片（ICDD No. 00-021-1272）高度吻合，属于四方晶系，空间群为I4₁/amd。特征衍射峰位于25.28°（101晶面）、37.80°（004晶面）、48.05°（200晶面）和53.89°（105晶面）。0.25HF-TiO₂样品的衍射峰进一步证实了晶面定向生长特性。

Discussion（讨论）

随着HF用量增加，降解效率提升归因于{001}晶面比例增高，并通过择优生长和织构系数（Tc）分析验证。前人研究表明，F^?离子终止的TiO₂可显著降低{001}晶面表面能，使其稳定性超过{101}晶面，从而促进{001}晶面的优先生长。

Conclusion（结论）

本研究成功通过HF调控水热法合成{001}晶面主导的锐钛矿TiO₂纳米颗粒，证明HF用量对材料光催化性能具有显著影响。XRD、FT-IR和拉曼光谱证实了锐钛矿相形成及{001}晶面的优先取向。择优生长与织构系数分析表明……