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TiO_2负载型光催化材料制备及其性能研究
近年来，光催化技术被广泛应用于环境治理及能源领域。其中，以二氧化钛（TiO2）为光催化材料的光催化技术因其高效、稳定及可再生等特点成为研发的热点。为了提高TiO2的实际应用性能，研究者们发现将其负载在其他材料上可以提高其光催化活性和稳定性，从而推出“TiO2负载型光催化材料”。本文旨在介绍TiO2负载型光催化材料的制备方法及其性能研究。
1.TiO2负载型光催化材料的制备方法
常见的TiO2负载型光催化材料有：纳米TiO2负载氧化锌（ZnO）、负载硫酸钛（TiO2/SO4-2）、负载氧化铁（TiO2/Fe3O4）等。这里以纳米TiO2负载氧化锌为例，介绍其制备方法。
首先，制备纳米TiO2。将适量的无水钛酸四丁酯（TBOT）加入苯甲醇中，经过一段时间的回流加热，得到TiO2纳米晶体。然后，制备氧化锌纳米晶体。将氧化锌前驱物与表面修饰过的TiO2纳米晶体混合，升温至80°C并在氩气氛围中处理一定时间，则能制得纳米TiO2负载氧化锌。
2.TiO2负载型光催化材料的性能研究
2.1光催化活性
研究表明，负载氧化锌的纳米TiO2比单一的TiO2具有更高的吸收能力和催化活性，可以在可见光和紫外光两个波段内吸收光线，因此活性更高。在CO2光解反应中，TiO2负载氧化锌的光催化活性较高，因其材料中的氧化锌能够吸收可见光并形成活性中心。
2.2稳定性
负载型光催化材料的稳定性也是研究者们关注的问题。研究表明，氧化锌负载的TiO2在光催化反应过程中具有较高的稳定性，经过多次循环使用后仍能够保持高效的催化活性，在高稳定性方面与纳米TiO2相比有明显提高。
2.3反应动力学
TiO2负载型光催化材料的反应动力学也受到了广泛研究。研究表明，该材料的反应动力学可以用Langmuir–Hinshelwood模型来描述，对于UV和可见光区都是一良好的拟合。因此，该材料的反应动力学可被用来解释反应机理，并提供优化光催化活性的方向。
综上所述，TiO2负载型光催化材料是一种具有很好照射条件下高催化活性和稳定性的光催化材料。在环境治理和可持续能源方面有广泛应用前景。未来的发展方向在于提高其制备工艺和增强其活性，以达到更广泛的应用。