Anatase TiO2 nanotube powder film with high crystallinity for enhanced photocatalytic performance.
Anatase TiO2 nanotube powder film with high crystallinity for enhanced photocatalytic performance.
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高结晶度锐钛矿型TiO2纳米管粉末薄膜可增强光催化性能
DOI：
10.1186/s11671-015-0814-6
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发表时间：
2015
影响因子：
--
通讯作者：
Chen X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lin J;Liu X;Zhu S;Liu Y;Chen X
报道了利用阳极氧化和超声合成纳米管(NT)粉末的方法。与独立的NT阵列薄膜相比，粉末型NTS可以很容易地以成本效益的方式制备。特别是，在没有底层钛金属的衬底效应的情况下，通过高温热处理可以获得具有完整管状结构和纯锐钛矿相的高度结晶的NT粉末。并对不同结晶度的纳米管在亚甲基蓝(MB)光催化降解中的应用进行了研究。结果表明，随着热处理温度的升高，光催化分解速率逐渐提高，650℃热处理的NT粉末电极具有最高的光催化活性。与典型的450°C热处理的NTS相比，虽然比表面积降低了21%，但速率常数增加了2.7倍。这些结果表明，较好的光催化活性是由于锐钛矿阳极纳米管的粉末状结晶度显著提高，导致了低密度的结晶缺陷。这种简单高效的方法适用于大规模净水和其他光利用应用。
We report on the synthesis of TiO2 nanotube (NT) powders using anodic oxidation and ultrasonication. Compared to free-standing NT array films, the powder-type NTs can be easily fabricated in a cost-effective way. Particularly, without the substrate effect arising from underlying Ti metals, highly crystallized NT powders with intact tube structures and pure anatase phase can be obtained using high-temperature heat treatment. The application of NTs with different crystallinity for the photocatalytic decomposition of methylene blue (MB) was then demonstrated. The results showed that with increasing annealing temperature, the photocatalytic decomposition rate was gradually enhanced, and the NT powder electrode annealed at 650°C showed the highest photoactivity. Compared to typical NTs annealed at 450°C, the rate constant increased by 2.7-fold, although the surface area was 21% lower. These findings indicate that the better photocatalytic activity was due to the significantly improved crystallinity of anatase anodic NTs in powder form, resulting in a low density of crystalline defects. This simple and efficient approach is applicable for scaled-up water purification and other light utilization applications.
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