當(dāng)前位置 : 
服務(wù)熱線
010-63716865
光催化原理及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2016-10-17 瀏覽量：5029
氙燈光源
導(dǎo)言：
現(xiàn)在，全球性環(huán)境污染疑問(wèn)遭到廣泛注重。光催化反響可對(duì)污水中的農(nóng)藥染料等污染物進(jìn)行降解，還能夠處理多種有害氣體；光催化還可使用于貴金屬收回、化學(xué)組成、衛(wèi)生保健等方面。光催化反響在化工、動(dòng)力及環(huán)境等范疇都有寬廣的使用前景。這篇文章論述了首要光催化劑類(lèi)型及光催化技能的使用研討成果。
光催化機(jī)理：
半導(dǎo)體資料在紫外及可見(jiàn)光照射下，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并推進(jìn)有機(jī)物的組成與分化，這一進(jìn)程稱(chēng)為光催化。當(dāng)光能等于或超越半導(dǎo)體資料的帶隙能量時(shí)，電子從價(jià)帶(VB)激起到導(dǎo)帶(CB)構(gòu)成光生載流子(電子空穴對(duì))。
在缺少適宜的電子或空穴捕獲劑時(shí)，吸收的光能由于載流子復(fù)合而以熱的方式耗散。價(jià)帶空穴是強(qiáng)氧化劑，而導(dǎo)帶電子是強(qiáng)還原劑。大多數(shù)有機(jī)光降解是直接或間接使用了空穴的強(qiáng)氧化才能。
例如
TiO2是一種半導(dǎo)體氧化物，化學(xué)安穩(wěn)性好(耐酸堿和光化學(xué)腐蝕)，無(wú)毒，廉價(jià)，質(zhì)料來(lái)歷豐富。
TiO2在紫外光激起會(huì)發(fā)生電子－空穴對(duì)，銳鈦型TiO2激起需求3.2 eV的能量，對(duì)應(yīng)于380 nm擺布的波長(zhǎng)。光催化活性高(吸收紫外光功能強(qiáng)；能隙大，光生電子的還原性和和空穴的氧化性強(qiáng))。因而其廣泛使用于水純化，廢水處理，有毒污水操控，空氣凈化，滅菌消毒等
范疇。
首要的光催化劑類(lèi)型：
1 金屬氧化物或硫化物光催化劑常見(jiàn)的金屬氧化物或硫化物光催化劑有TiOZnWO3Fe2O3、ZnS、CdS和PbS等。其間，CdS的禁帶寬度較小，與太陽(yáng)光譜中的近紫外光段有較好的匹
配性，能夠很好地使用自然光源，但容易發(fā)生光腐蝕，使用壽命有限。TiO，具有催化才能強(qiáng)、化學(xué)安穩(wěn)性好、無(wú)毒、報(bào)價(jià)低一級(jí)長(zhǎng)處，是現(xiàn)在研討和使用廣泛的光催化劑。為進(jìn)步金屬氧化物或硫化物光催化劑的催化功能，可對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)飾改性。
1)外表潤(rùn)飾的光催化劑：
外表潤(rùn)飾的方式首要有堆積貴金屬、摻雜過(guò)渡金屬離子和半導(dǎo)體的復(fù)合等。
Et本國(guó)立領(lǐng)先工業(yè)科學(xué)技能研討院的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，固態(tài)組成的鋼鉭氧化物半導(dǎo)體用鎳摻雜后制成的In1-x 一NixTa04( x為0～0
2)催化劑
禁帶寬度為1．23eV，可吸收可見(jiàn)光，顯著加速水的分化。用N摻雜的TiO 光催化劑TiO2-x一Nx關(guān)于可見(jiàn)光下亞甲基藍(lán)和乙醛的光催化降解具有很高的活性，摻雜的N在TiO，中的取代位使光催化劑的禁帶寬度顯著降低，光催化活性大大進(jìn)步 j。還有研討者提出用染料潤(rùn)飾TiO2來(lái)改進(jìn)其光催化活性。2)納米資料光催化劑：當(dāng)催化劑粒度在1nm～lOnm時(shí)，呈現(xiàn)納米資料的外表效應(yīng)和量子效應(yīng)，催化活性進(jìn)步。
納米催化劑還具有可見(jiàn)光透過(guò)性好、光吸收才能強(qiáng)、耐熱性好、耐腐蝕和無(wú)毒等長(zhǎng)處。ZnO作為一種主要的光催化劑，是少量能夠完成量子尺度效應(yīng)的氧化物半導(dǎo)體資料之一。井立強(qiáng)等研討標(biāo)明，ZnO超微粒子在光催化降解苯酚的進(jìn)程中比產(chǎn)品ZnO的光催化活性高得多。
3)負(fù)載型光催化劑：負(fù)載型光催化劑避免了光催化懸浮體系中催化劑難別離收回的疑問(wèn)，從而完成接連安穩(wěn)操作。負(fù)載辦法能夠是在基質(zhì)上制成催化劑膜，或催化劑以微粒狀吸附負(fù)載于載體上。
4)微波等離子體處理的光催化劑：用微波等離子體處理光催化劑的進(jìn)程，是使用微波等離子體中的分子離解成化學(xué)性質(zhì)非常生動(dòng)的原子或原子團(tuán)，與光催化劑間進(jìn)行化學(xué)物理作用的進(jìn)程。Martin等指出，用等離子體化學(xué)氣相堆積法制備的以玻璃珠為載體的TiO2，膜膜層厚度均勻，有細(xì)密性和杰出的粘附性，對(duì)乙二酸水溶液的光催化降解有較高的功率。
李振旦等¨叫將微波輻射技能用于制備固體超強(qiáng)酸SO42 ／Ti2，催化劑。與慣例加熱法比較，微波加熱制備的SO42-／TiO2催化劑使乙烯的光催化氧化分化反響的量子功率大大進(jìn)步。 1．2 分子篩光催化 分子篩是一種高效、高選擇性的光催化劑載體，在分子篩的納米微孔反響場(chǎng)里有通常光催化體系難以完成的光催化功能。