tio2的光催化机理可以用半导体光催化机理解释。
即,当光能等于或大于TiO2禁带宽度时,价带电子被激发到TiO2的空导带,在价带中留下带正电的空穴,产生光生电子一空穴对(e --h+),随后光生电子与空穴在自建场及浓度扩散作用下发生分离,迁移到TiO2粒子表面光生电子,能直接还原吸附在粒子表面的染料分子,或被溶液中的电子受体(主要是O2捕获),生成超氧自由基阴离子(O2-);具有强氧化能力,能直接将有机物分子(P)氧化生成P+,或与OH-、H2O作用生成羟基自由基(OH-),OH-与O2-具有活性更高的强氧化性,能将绝大多数有机染料直接氧化为二氧化碳、水等无机小分子。
结论:复合纳米结构能提高光催化的活性,紫外光下和可见光下,均是TIO2复合纳米结构较优。
TiO2 P25型纳米二氧化钛属于混晶型,锐钛矿和金红石的重量比大约为80/20,由于两种结构混杂增大了TiO2晶格内的缺陷密度,增大了载流子的浓度,使电子、空穴数量增加,使其具有更强的捕获在TiO2表面的溶液组份(水、氧气、有机物)的能力。 作用机理:纳米二氧化钛具有大的比表面积,表面原子数、表面能和表面张力随着粒径的下降急剧增加,小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致纳米微粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子。由于TiO2电子结构所具有的特点,使其受光时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基,攻击有机物,达到降解有机污染物的作用。当遇到细菌时,直接攻击细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此杀灭细菌,并使之分解。纳米二氧化钛不仅能影响细菌繁殖力,而且能破坏细菌的细胞膜结构,达到彻底降解细菌,防止内毒素引起的二次污染,纳米二氧化钛属于非溶出型材料,在降解有机污染物和杀灭菌的同时,自身不分解、不溶出,光催化作用持久,并具有持久的杀菌、降解污染物效果。 使用技巧:(1)在P25中加入有机染料敏化剂或过渡金属元素,可以增大利用光波长范围。(2)将P25附着在活性炭上,其催化性能将大大提高。(2)将P25中加入亲水型SiO2,其催化性能也可得到提高。欢迎分享,转载请注明来源:夏雨云
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