季 凯，刘清晨，许梓欣，聂 震，姜兴茂

武汉工程大学化工与制药学院，湖北 武汉430205

20世纪70年代初期，日本科学家Fujishima［1］等发现TiO2电极具有良好的光解水性能，至此TiO2材料便成为了光催化剂材料的焦点。TiO2主要有锐钛矿、金红石和板钛矿三个晶相，它们的禁带能宽为3.0～3.2 eV，能吸收紫外光区的能量。但是紫外线区域的光能仅占全部太阳能的5%［2］，因此在光催化过程中对于太阳能的利用效率并不高。为了提升TiO2的性能，研究者们对普通TiO2进行了掺杂、半导体耦合等处理［3-4］，但整体光降解效果依旧不如人意。近几年研究表明，纳米复合材料表现出比单一成分的光催化剂更好的催化性能［5-6］，但制备过程中容易带来二次污染。

2011年，黑色TiO2的发现给这一系列问题带来了新的解决方案，陈晓波等［7］认为氢化可以调整TiO2材料带隙宽度。所制得的材料可将光吸收范围延伸到可见光区域，从而有效提高其量子效率和光响应范围［8］。自此，黑色TiO2纳米材料引起了广泛的科学研究兴趣，目前纳米黑色TiO2的制备方法主要包括：氢化处理（氢气或氢等离子体环境下高温处理）［9-12］、化学还原法（铝还原、镁还原、硼氢化钠还原）［13-15］、电化学还原法［16］等手段。这些方法往往需要高压高温的氢气环境，并且需要引入一定量的还原剂，从而使得产品纯度不高，无法满足相关性能要求。其他研究中将黑色TiO2与其他材料进行复合提高性能，但整体工艺较为复杂，制备条件严苛［17］。

本文采用气溶胶方法［18-19］一步合成不同还原程度的黑色TiO2，整体工艺流程较为简单且能耗低污染少，在一定程度上达到了对于纳米黑色TiO2材料的可控制备。……