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光催化氧化简介
半导体光催化剂大多是n型半导体材料(当前以为TiO2使用广泛 ) 都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带和导带之间 存在一个禁带。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1240/Eg(eV) 的 关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当 光子 能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发 生带间 跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴 (h+)。此 时吸附 在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子, 而空穴将吸附在催化 剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超 氧负离子和氢氧自由基 具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化 至终产物CO2和 H2O,甚至 对一些无机物也能彻底分解。
在光催化氧化反应中,通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生 电子空穴对,与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的qiang基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废 臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无 机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它 无毒无害物质,同时具有除臭的功效,由于在光催化氧化反 应过程中无任 何添加剂,所以不会产生二次污染。
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