微波辅助合成高能晶面TiO2纳米晶体——源自剥离多孔偏钛酸纳米片，具有增强的光催化与光伏性能

摘要： 报道了一种简便的一锅微波辅助水热法，以剥离的多孔偏钛酸纳米片为前驱体，合成了以{110}晶面为主的金红石相TiO2四角棱柱、共暴露{101}/[111]晶面的锐钛矿相TiO2纳米棒与方形纳米棱柱、共暴露{101}/{010}晶面的锐钛矿相TiO2纳米菱形片以及以{010}晶面为主的锐钛矿相TiO2纳米纺锤体。研究了从剥离纳米片获得的金红石与锐钛矿TiO2纳米晶体的纳米结构及形成反应机理。剥离的具有扭曲六方空腔的偏钛酸纳米片向TiO2纳米晶体的转化过程包括：纳米片的溶解反应、初级[TiO6]8?单体成核，以及在微波辅助水热反应中金红石型和锐钛矿型TiO2晶核的生长。此外，在常压常温紫外光照射下，通过典型致癌致突变剂甲基橙(MO)的光催化降解评估了所制备锐钛矿纳米晶体的光催化活性。同时表征了不同形貌与晶面锐钛矿TiO2纳米晶体的染料敏化太阳能电池(DSSC)性能。与其他TiO2样品相比，{101}/[111]晶面的pH2.5-T175纳米晶体展现出最高的光催化与光伏性能，这主要归因于其最小粒径和最大比表面积。