A Hybrid Amorphous/Crystalline TiO2 Material with Enhanced Photocatalytic Performance

光催化 无定形固体 锐钛矿 材料科学 煅烧 透射电子显微镜 拉曼光谱 化学工程 光化学 纳米技术 结晶学 化学 催化作用 光学 有机化学 工程类 物理
作者
Hao Deng,Li‐Yong Yuan,Zijie Li,Degao Wang,Xucong Wang,Pengliang Liang,Lin Wang,Yi-Chuan Liu,Yajun Fu,Zhiyuan Chang,Zhifang Chai,John K. Gibson,Wei‐Qun Shi
出处
期刊:Advanced sustainable systems [Wiley]
卷期号:6 (12) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/adsu.202200316
摘要

Abstract Whereas crystalline TiO 2 is widely used as a photocatalyst for solar energy conversion, the use of amorphous TiO 2 is limited by diminished performance. Herein, the highly active photocatalyst composed of low‐crystalline TiO 2 prepared by simple heat treatment of amorphous material is reported. Transmission electron microscopy, X‐ray diffraction, Raman, X‐ray absorption spectroscopy, and scanning transmission electron microscopy show that the low crystalline catalyst is hetero‐phase amorphous/anatase ( m amorphous : m anatase ≈ 2:3). Enhanced photocatalytic performance derives from the difference in conduction band potential between the phases, which promotes charge transfer and photochemical conversion. The photocatalyst calcined at 300 °C (T‐300) exhibits superior performance over commercial P25 (Degussa) for elimination of perrhenate, Re(VII), a surrogate for Tc(VII), and furthermore remains stable after several recycles. The high efficiency of Re(VII) removal by T‐300 is likely to correlate with active radicals ∙CO 2 − in the TiO 2 /HCOOH system. In addition to identifying a simple and effective photocatalyst, the results more generally elucidate titania‐based photocatalysis.
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