1光催化原理
半導(dǎo)體 光催化劑大多是n型半導(dǎo)體材料（當(dāng)前以為TiO2使用 廣泛）都具有區(qū)別于金屬或絕緣物質(zhì)的特別的 能帶結(jié)構(gòu),即在 價(jià)帶(ValenceBand,VB)和導(dǎo)帶(ConductionBand,CB)之間存在一個(gè) 禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。由于 半導(dǎo)體的 光吸收閾值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關(guān)系,因此常用的寬帶隙半導(dǎo)體的吸收 波長(zhǎng)閾值大都在紫外區(qū)域。當(dāng)光子 能量高于半導(dǎo)體吸收閾值的光照射半導(dǎo)體時(shí),半導(dǎo)體的 價(jià)帶電子發(fā)生帶間躍遷,即從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶,從而產(chǎn)生光生電子(e-)和 空穴(h+)。此時(shí)吸附在 納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負(fù)離子,而空穴將吸附在 催化劑表面的 氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。而超氧負(fù)離子和氫氧自由基具有很強(qiáng)的氧化性,能將絕大多數(shù)的有機(jī)物氧化至 終產(chǎn)物CO2和H2O,甚至對(duì)一些無機(jī)物也能*分解。
2光催化應(yīng)用技術(shù)
光催化凈化是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力而凈化污染物。利用光催化凈化技術(shù)去除空氣中的有機(jī)污染物具有以下特點(diǎn)： 1直接用空氣中的氧氣做氧化劑，反應(yīng)條件溫和（常溫 常壓） 2可以將有機(jī)污染物分解為二氧化碳和水等無機(jī)小分子，凈化效果*。 3半導(dǎo)體光催化劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，氧化還原性強(qiáng)，成本低，不存在吸附飽和現(xiàn)象，使用壽命長(zhǎng)。
光催化凈化技術(shù)具有室溫深度氧，二次污染小，運(yùn)行成本低和可望利用太陽光為反應(yīng)光源等優(yōu)點(diǎn)，所以光催化特別合適室內(nèi)揮發(fā)有機(jī)物的凈化，在凈化方面顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。 常見的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物，如Tio2, ZnO,CdS,WO3等，其中Tio2的綜合性能 好，應(yīng)用 廣。自1972年Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)在受輻照的Tio2上可以持續(xù)發(fā)生水的氧化還原反應(yīng)，并產(chǎn)生H2以來，人們對(duì)這一催化反應(yīng)過程進(jìn)行了大量研究。結(jié)果表明，Tio2具有良好的抗光腐蝕性和催化活性，而且性能穩(wěn)定，價(jià)廉易得，無毒無害，是目前*的 佳光催化劑。該項(xiàng)技術(shù)不僅在廢水凈化方面具有巨大潛力，在空氣凈化方面同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。
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