二氧化钛是最受欢迎的环境光催化剂，其作用关键取决于OH自由基的产生。特别是，通过将反应区从表面扩展到溶液主体，可移动的游离OH种族（•OH_f）的产生以及随后从表面的扩散对于实现非吸附性基质的矿化至关重要。

有鉴于此，韩国科学院院士Wonyong Choi教授和淑明女子大学Wooyul Kim等人，在UV/TiO₂光催化体系中，以四甲基铵(TMA)阳离子作为•OH_f的主要探针化合物，研究了•OH_f晶体相依赖性生成的来源。

本文要点

1）研究发现，即移动的游离OH自由基是通过锐钛矿（O₂→H₂O₂→•OH_f）上溶解的O₂的还原转化而产生的。

2）表面捕获孔洞不参与•OH_f的形成，但会导致锐钛矿和金红石表面结合•OHs的产生。锐钛矿上•OH_f的生成是有利的，因为会析出更多的H₂O₂（通过氧还原）并吸附在锐钛矿表面。

3）金红石几乎没有•OH_f形成的迹象。在¹⁸O₂饱和条件下，苯甲酸氧化仅在锐钛矿上生成¹⁸O标记的对羟基苯甲酸（而不是金红石型），这为锐钛矿上•OH_f生成机制涉及还原途径提供了有力证据。

总之，该工作为更好地理解光催化中•OH_f的生成途径将提供一个新的见解，从而为如何最大程度地产生•OH_f提供工程解决方案，这对于实现各种污染物的高效光催化氧化至关重要。

参考文献：

Ji Young Hwang et al. Crystal phase-dependent generation of mobile OH radicals on TiO₂: Revisiting the photocatalytic oxidation mechanism of anatase and rutile. Applied Catalysis B: Environmental, 2021.

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.119905

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.119905