一步法制备Fe3O4/TiO2/石墨烯三元纳米复合材料及其光催化性能研究(3)
1.2.2TiO2的晶型与特性 TiO2 属于 n 型金属半导体氧化物,呈白色粉末状,是多晶型的宽禁带半导体材料,不同晶型的 TiO2具有不同的特性,使得其利用价值也不同。其结晶形态主要可以分为以下三种:板钛矿晶型、金红石晶型和锐钛矿晶型[18]。板钛矿晶型的 TiO2为斜方晶系,在地壳中存在较少,其实际利用价值也很低,对其尚无深入的研究发表。金红石晶型和锐钛矿晶型的 TiO2存在相对很广泛,在现实生活中的应用也很多。在晶体学上它们都属于四方晶系,均是由相互连接的八面体组成的晶胞结构,但是它们的晶胞参数却存在着较明显的差异[19]。金红石晶型TiO2的八面体晶胞结构较不规则,对称性较好,每个晶胞单元由两个分子构成。正是由于这种小的晶胞单位,导致金红石晶型的 TiO2具有较好的稳定性，结构致密，比表面积较小等特性。因此其实际应用较广泛,可将其添加到白色染料及涂料中,使其具有雪白的颜色,也可以加入到化妆品中,用于保护和防止紫外线等。但是其光催化降解性能较差,不适合做为光催化剂使用，锐钛矿晶型的 TiO2的八面体晶胞结构变形较大,对称性较低,每个晶胞单元由四个分子够成,与前者相比,比表面积较大,吸附能力有所增强,其最突出的特点就是具有较好的光催化降解特性,单纯的锐钛矿晶型的TiO2只能吸收紫外光,可以有效的利用光能氧化降解环境污染物。但是其热稳定性较差,在一定高温下,可以转变成金红石晶型，一些研究者将不同比例的金红石晶型的 TiO2 和锐钛矿晶型的TiO2 混合在一起,发现这种混合物的光催化性能得到了显著提高,优于任何一种单纯晶型TiO2[20,21]。其中,混合比例为 3:7 时,光催化降解效果最佳,从而可以推断出,金红石晶型的TiO2和锐钛矿晶型的 TiO2混合在一起,起到了一定的相互促进作用[22]。