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Effects of crystallinity, {001}/{101} ratio, and au decoration on the photocatalytic activity of anatase TiO_2 crystals

引用

Chinese Journal of Catalysis 2019年第3期40卷 403-412页

作者： Jiangyan Wang Baoshun Liu Kazuya Nakata State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures Wuhan University of Technology Wuhan 430070 Hubei China Research Institute for Science and Technology Photocatalysis International Research Center Tokyo University of Science 2641 Yamazaki Noda Chiba 278-8510 Japan Science and Technology Tokyo University of Science 2641 Yamazaki Noda Chiba 278-8510 Japan

Anatase TiO2 nanocrystals and sub-microcrystals with truncated octahedral bipyramidal morphologies were prepared by direct calcination of TiOF2 precursors. The as-prepared TiO2 samples were thoroughly characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, N2 adsorption-desorption isotherms, X-ray photoelectron spectroscopy, and UV-visible diffuse spectroscopy. It was found that the crystallinity, grain size, and {001}/{101} ratio of the samples can be increased by raising the calcination temperature from 500 to 800℃. The higher crystallinity and {001}/{101} facet ratio resulted in an increase in both aqueous and gas-phase photocatalytic activities, by inhibiting the recombination and separation of electrons and holes. After selecting two TiO2 samples with high crystallinity and {001}/{101} ratio, au nanoparticles were decorated on their surfaces, and the photocatalytic activity of the resulting samples under visible light illumination was studied. It was found that the visible light-induced photocatalytic activity increased by 2.6 and 4.8 times, respectively, upon au decoration of the samples prepared by calcination of TiOF2 at 700 and 800℃.

关键词： High crystallinity Anatase TiO2 High energy facets au decoration Photocatalysis

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