由非晶态氢氧化钛水热合成氧化钛纳米管及其光催化性能研究

氧化钛(TiO₂)纳米管的合成方法对其微结构及光催化性能有很大影响。目前,大多数研究主要以锐钛矿晶体或锐钛矿与金红石的混合晶体合成纳米管为研究对象。为考查前驱体对TiO₂纳米管形成过程及光催化性能的影响,该文研究了以非晶态氢氧化钛(Ti(OH)₄)为钛源水热合成TiO₂纳米管的工艺,分析了水热合成产物在后处理过程中物相和形貌的演变,并对TiO₂纳米管的物理化学性质进行了表征。研究结果表明：水热合成的最佳温度和时间分别为150 ℃和16 h;对产物依次水洗、酸洗、再水洗,最后在400 ℃煅烧2 h,获得结晶度好的锐钛矿纳米管。转变过程为水热反应诱发了非晶态Ti(OH)₄转变为薄片状钛酸钠(Na₂Ti₃O₇);水洗和酸洗诱发了Na₂Ti₃O₇向钛酸(H₂Ti₄O₉)纳米管的转变;煅烧促进H₂Ti₄O₉纳米管向锐钛矿纳米管的转变。400 ℃煅烧2 h的纳米管具有最高的光催化降解性能。