ACS ES&T Engineering | 氧空位增强水驱动TiO₂表面晶格氧的活化，实现甲苯高效光催化氧化

本研究针对挥发性有机污染物（VOCs）光催化降解过程中催化剂活性位“中毒”失效的问题，提出了一种通过氧空位（Ov）与水热处理协同调控TiO₂表面晶格氧活性的新策略。研究背景显示，传统TiO₂光催化材料因活性氧（ROS）生成有限，难以实现VOCs的高效矿化。研究目的是通过水热处理削弱Ti–O键，激活晶格氧活性，从而提升甲苯的催化分解性能。实验结果表明，氧空位作为水分子解离的理想位点，释放的质子削弱了Ti–O键，激活了表面晶格氧，形成“氧泵”机制，持续输出活性氧物种。TiO₂-350°C-H样品表现出优异的催化性能，甲苯去除率达95.4%，矿化率达89%。结论指出，该研究为高效光催化VOCs降解材料的设计提供了理论依据和实验指导。