光触媒的作用机理及应用应注意的事项

时间:2010-06-29 10:38来源:未知 作者:admin 点击:

一、光触媒的作用机理及应用应注意的事项

光催化技术是指利用不同光源照射某些物质使之具有催化反应功能的技术,故光催化技术又称光触媒技术。能在光作用下具有催化功能的物质叫光触媒或光催化剂;光源主要可以紫外光或含有紫外光的灯光、自然光和日光。目前应用最广泛的光触媒主要是TiO2,有可能作为实用的光触媒的还有ZnO和SiO2。纳米光催化技术是利用纳米技术将触媒物质如TiO2作成纳米级范围内颗粒(5~10nm),使之能适应更多的光源,发挥出更好的光催化效果;故把经纳米技术处理的光触媒称之为纳米光触媒或纳米光催化剂。
二、光触媒作用机理
TiO2之所以能成为一种综合效果极优的光触媒,是由于其特有的能带结构所致。TiO2满的价带和空的导带之间的禁带宽度(金红石型为3.0eV,锐钛型为3.2eV),当它吸收的光子能量大于禁带宽度时,价带中的电子就会被激发到导带,在导带形成高活性的电子(e-),同时在价带相应产生一个带正电的空穴(h+),即生成电子??空穴对。TiO2表面的空穴可与水分子或羟基吸附进而发生反应,生成具有极高反应活性的OH?自由基。OH?自由基具有402.8MJ/mol的反应能,高于有机化合物中的各类化学键能,因此可促进多数有机化合物发生氧化反应,并进一步氧化生成CO2和H2O。
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