光催化氧化技（jì）術，麻豆精品国产免费观看環保（bǎo）為您介紹！

之（zhī）前有為大家介紹了UV光解和光催化氧化技術裏麵的（de）光解技術，麻豆精品国产免费观看環保（bǎo）小編（biān）接著為您（nín）介紹光催化技術，一般情況下我們又稱其為光氧催化技術（shù）。

1、半導體的能帶結構

半導體的能帶結構通常是（shì）由一個充滿電子的地價帶和一個高（gāo）空的高能（néng）導帶構成，價帶和導（dǎo）帶之間的區（qū）域稱為禁帶，域的大小（xiǎo）稱為禁帶寬度。半導體的禁帶寬度一（yī）般為0.2～3.0eV是一個不連續（xù）區域。半導體的光催化特性就是由它的特殊能帶結構所決定的。當用能量等於或大於半（bàn）導體帶隙能的光波輻射半導體時，處於價帶上的電子就會被激（jī）發到導帶上並在電場作用下遷移（yí）到離子表麵，於是在價帶上形成了空穴，從而產生了具（jù）有高活性的空穴電子對空穴可以奪取半導體（tǐ）表麵被吸附物質或溶劑中的電子，使原本不吸收光的物質（zhì）被（bèi）激活並被氧化，電（diàn）子受體通過接受表麵的電子而被還原。
2、光催化技術原理
1972年，日（rì）本 Fujishima發現了光催化現象。1999年由於納米技術得到了突破性（xìng）進展光催化（huà）終於正式登（dēng）上了國際研究舞台。經過多年的研究和積（jī）累，光催化產品的技術與應用等已相當成熟。
TiO₂屬（shǔ）於一種n型半導體材料，它的禁帶寬度為（wéi）3.2ev(銳鈦礦（kuàng）)，當它受到波（bō）長（zhǎng）小於或等於387.5nm的光(紫外（wài）光)照射時，價帶的電子就（jiù）會獲（huò）得光（guāng）子的能（néng）量而躍遷（qiān）至導帶（dài），形成光生電子(e);而價帶中則相應地形成光生空穴(h+)，如（rú）圖9-1所示。

光氧催化是利用TiO₂作（zuò）為催化劑的光催化過程，光催化是利用紫外光波（bō）照射TIO₂，在有水分的（de）情況下產生（shēng）羥基自由基(?OH)和活性氧（yǎng）物質(?O_2 ，H₂O?)，其中羥基自由基(?OH)是光催化反應中（zhōng）一種主要的活性物（wù）質，對光催化氧化起（qǐ）決定作用。羥基自由基具有很高的反應能(120kJ/molD)，高於有機物中的各類化學鍵能，如C-C(83kJ/mol)、C-H(99kJ/mol)、C-N(73kJ/mol)、C-O(84k/mol)、H-O(11lkJ/mol)、N-H(93k/mol)，因而能迅速（sù）有效地分解揮發性有機物和構成細（xì）菌的有（yǒu）機物，再加上其他活性氧物質(?O2，H2O?)的（de）協同作用，其氧化更加迅速。能氧化絕大部分的有機物（wù）及無機汙染物，將其礦化為（wéi）無機小分子、CO₂和H₂O

等無害物質。反應過程如下:

TiO₂+hυ→h⁺+e^-
h⁺ + e^-   → 熱能
h⁺+OH^- → ?OH
h⁺+OH^- → ?OH+H⁺
e^-+O₂ → ?O₂^-
O₂+H⁺ → HO₂?
2H₂ O? → O₂+H₂O₂
H₂O₂₊O₂  → ?OH+H⁺+O₂
?OH+dye→…→CO₂+H₂O
H⁺+dye→…→CO₂+H₂O

由機理反應可（kě）知，TiO2光（guāng）催化降解有（yǒu）機（jī）物，實質上是（shì）一種自由基反應。
光催化技術是在設備中添加納米級活性（xìng）材料，在紫外光的作用下，產生更為強（qiáng）烈的催化降解功能（néng）。納（nà）米活性材料光生空穴的氧化電位以標準氫電位為3.0V，比臭氧的2.07V和氯氣的（de）1.36V高許多（duō），具有很強的氧化性。在光照射（shè）下，活性材料能吸收相當於帶隙能量以下（xià）的光能，使其表麵發生激勵而產生電子(e-)和空穴(h+)，這些電子和（hé）空穴具有極（jí）強的還原和氧化（huà）能（néng）力，能與水或容（róng）存（cún）的氧反應，迅速產生氧（yǎng）化能力極強的氫（qīng）氧根自由基(?OH)和超（chāo）氧陰（yīn）離子(?O2)。?OH具有很高的氧化（huà）電位，是一種（zhǒng）強氧（yǎng）化基（jī）團，它能夠氧化大多數有機汙染物，使原本（běn）不吸收光的物質直接氧化分解。

常（cháng）見的（de）光催化劑多（duō）為金屬氧化物和硫（liú）化（huà）物，如（rú）TiO2、ZnO、CdS、WO₃等，其中TiO₂的綜（zōng）合性能最好（hǎo），應用最廣。

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