半導體 光催化劑大多是n型半導體材料(當前以為TiO2使用 廣泛)都具有區(qū)別于金屬或絕緣物質的特別的 能帶結構,即在 價帶(ValenceBand,VB)和導帶(ConductionBand,CB)之間存在一個 禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。

1光催化原理
半導體 光催化劑大多是n型半導體材料(當前以為TiO2使用 廣泛)都具有區(qū)別于金屬或絕緣物質的特別的 能帶結構,即在 價帶(ValenceBand,VB)和導帶(ConductionBand,CB)之間存在一個 禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。由于 半導體的 光吸收閾值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關系,因此常用的寬帶隙半導體的吸收 波長閾值大都在紫外區(qū)域。當光子 能量高于半導體吸收閾值的光照射半導體時,半導體的 價帶電子發(fā)生帶間躍遷,即從價帶躍遷到導帶,從而產生光生電子(e-)和 空穴(h+)。此時吸附在 納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子,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。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性,能將絕大多數的有機物氧化至 終產物CO2和H2O,甚至對一些無機物也能*分解。
2光催化應用技術
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去除空氣中的有機污染物具有以下特點: 1直接用空氣中的氧氣做氧化劑,反應條件溫和(常溫 常壓) 2可以將有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子,凈化效果*。 3半導體光催化劑化學性質穩(wěn)定,氧化還原性強,成本低,不存在吸附飽和現象,使用壽命長。
光催化凈化技術具有室溫深度氧,二次污染小,運行成本低和可望利用太陽光為反應光源等優(yōu)點,所以光催化特別合適室內揮發(fā)有機物的凈化,在凈化方面顯示出了巨大的應用潛力。 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,應用 廣。自1972年Fujishima和Honda發(fā)現在受輻照的Tio2上可以持續(xù)發(fā)生水的氧化還原反應,并產生H2以來,人們對這一催化反應過程進行了大量研究。結果表明,Tio2具有良好的抗光腐蝕性和催化活性,而且性能穩(wěn)定,價廉易得,無毒無害,是目前*的 佳光催化劑。該項技術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用前景。
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