TiO2，钛白粉的原料之一，广泛用于生活之中，例如洗衣粉、油漆涂料、防晒霜和牙膏等等。
多数文献报道，二氧化钛暴露在太阳光下会催化氧气和水蒸气与电子-空穴对结合生成超氧自由基以及羟基自由基。其中羟基自由基可以杀灭细菌和降解污染物。
二氧化钛既能亲水，又能不亲水。当空气中的二氧化钛表面受到太阳光中紫外线部分（UV）的照射时，它变得亲水，但在黑暗中慢慢恢复到疏水状态。
紫外光诱导的羟基的形成，导致亲水。在黑暗中，据报道表面又会形成有序（2×1）表面结构，但这种结构的化学性质仍存在争议，这种结构导致了疏水。(Nat. Mater. 16, 461 (2017). Adv. Mater. Interfaces 2, 1500246 (2015). J. Phys. Chem. C 120, 9326 (2016).)
研究表明，将二氧化钛表面暴露在水或环境空气中，可形成有序的（2×1）羧酸单层。进一步分析（2×1）结构上的STM高度及其与理论值的比较表明，（2×1）结构为甲酸/乙酸单分子层。
早期的研究报道也表明（2×1）单分子层是普遍存在的，暴露于水或空气中的吸附物是普遍存在的环境物种，对与二氧化钛表面的结合具有很高的亲和力。
这为深入了解二氧化钛表面的自清洁特性提供了理论支持。自组装的羧酸单分子层是尾巴是疏水，酸性基团是高水溶性的，由于水溶性高，表面在冲洗过程中可以转变为亲水状态。自组装的羧酸单层阻断了不配位的表面阳离子位点，这可以作为有效的电子陷阱，阻碍了光催化活性。
参考文献：Science361,753-753(2018).
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