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F离子对锐钛矿TiO2晶面生长的影响及稳定性研究 文 献 综 述1引言目前，半导体锐钛矿TiO2由于其具有环境友好、耐光腐蚀、无毒、价廉等优点而被认为是最接近实用的光催化材料。

为提升TiO2光催化材料光催化活性，通过提高其光谱响应能力、光生电子-空穴分离能力、提高比表面积等手段已有大量报道。

近几年，TiO2高活性晶面的控制生长受到光催化领域研究者的广泛关注，其具体机理探讨及活性晶面对光催化性能的影响成为了亟待解决的科学问题。

F离子的引入可以降低TiO2晶体的表面能，从而可以使晶体进行择优生长，以具有更高活性的晶面(如{001})取代热力学稳定性更好的{101}晶面，从而赋予TiO2光催化剂更高的光催化活性。

在这个研究领域，F离子对TiO2晶体生长控制行为方面需要系统的研究，并且光谱拓展及高活性晶面的稳定性也需要系统的实验探索，这对指导其大规模应用具有实际意义。

2 TiO2光催化反应原理2.1锐钛矿型二氧化钛的结构TiO2在自然界中主要存在三种晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型，而金红石型和锐钛矿型都具有催化活性。

但是，其光催化活性也具有很大的局限性，这是由于TiO2 的禁带较宽(3.2 eV)，只在紫外光照射下才有光催化活性，没有可见光光催化活性，因此需要对TiO2 进行改性研究，以拓宽TiO2 的光谱响应范围，把吸收边红移至可见光区，使其具有可见光催化活性。

研究表明锐钛矿型比金红石相的光催化性能要好，这可能跟内部的晶体缺陷有关。

锐钛矿型TiO2为四方晶系，其中每个八面体与周围8个八面体相连接（4个共边，4个共顶角），4个TiO2分子组成一个晶胞。

金红石型TiO2也为四方晶系，晶格中心为Ti原子，八面体棱角上为6个氧原子，每个八面体与周围10个八面体相联（其中有两个共边，八个共顶角），两个TiO2分子组成一个晶胞，其八面体畸变程度较锐钛矿要小，对称性不如锐钛矿相，其TiTi键长较锐钛矿小，而Ti-O键长较锐钛矿型大。