部分还原TiO2纳米材料由于具备可见光催化及降解活性而引起广泛研究关注.本研究采用17O和1H魔角旋转固体核磁共振(MAS NMR)谱学,结合电子顺磁共振(EPR)谱学研究了锐钛矿型部分还原TiO2(Re-A-TiO2)纳米颗粒的表面结构,并与非还原样品(A-TiO2)作了对比.EPR结果显示,Re-A-TiO2的顺磁物种(氧空位(OV)和Ti3+)含量远高于A-TiO2,并且EPR信号的强度受吸附水含量的显著影响,我们结合1HNMR数据,探讨了这一过程中的结构变化.17O NMR谱中,两种样品除了表面2配位氧(μ2-O)的信号有明显差异外,还发现在Re-A-TiO2表面有更多的羟基(OH),显示该样品表面有较高比例的(001)晶面暴露.综合EPR和NMR数据,可推断羟基主要来源于顺磁中心与吸附水分子反应.1H→17O交叉极化(CP)-MAS和二维异核相关(2D HETCOR)NMR谱确认了强吸附的水物种和一种羟基的归属,另外位于约11 ppm的1H NMR信号可归属为分子内氢键中的氢物种.这些表面结构的差异应与两种材料光降解甲基橙性能差别直接相关.
部分还原TiO2 固体核磁共振 17O核磁谱 1H核磁谱 电子顺磁共振 羟基 氢键 可见光降解