光催化氧化技術，麻豆精品国产免费观看環保為您介紹！

之前有為大家（jiā）介紹了UV光解和光催化氧化技術裏麵的光（guāng）解技術，源（yuán）和環保小編接著（zhe）為您介紹光（guāng）催化技術，一般情況（kuàng）下我們又稱（chēng）其為光氧催化技（jì）術。

1、半導體的能帶結構

半導（dǎo）體的能帶結構通常（cháng）是由一個充滿電子的地價（jià）帶和一個高空的高能導帶構（gòu）成，價帶（dài）和導帶之間的區域稱為禁帶（dài），域的大小稱為禁帶（dài）寬度。半導體的禁帶寬度一般為0.2～3.0eV是一個不連（lián）續區域。半導體的（de）光催化特（tè）性就是由它的特（tè）殊能帶結構所決定的。當用能量等於或（huò）大於半導（dǎo）體帶隙（xì）能的光波輻射（shè）半導體時，處於價（jià）帶上的電子就會被激（jī）發到導帶上並在電場作用下遷移到（dào）離子表麵，於是在價帶上形成了空穴，從而產生了具有高活性的空穴電子對（duì）空穴可以奪（duó）取（qǔ）半（bàn）導體表麵被吸附物質或溶劑中的電子，使原本不吸收光的物質被激活並被氧化，電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，日本 Fujishima發現了光催化現象（xiàng）。1999年由於納（nà）米技術得到了突破性（xìng）進展光催化（huà）終於正式登上了國際研究舞台。經過多年的研究和（hé）積累，光催化產品的技術與應用等已相當成熟（shú）。
TiO₂屬於（yú）一種n型半（bàn）導體材料，它的禁帶寬度為（wéi）3.2ev(銳鈦礦)，當它受到波長小於或等於387.5nm的光(紫外光)照射時，價帶的電子就（jiù）會獲得（dé）光子的能量（liàng）而躍遷至導（dǎo）帶，形成光生電子(e);而價帶中則相應地形成光生空穴(h+)，如圖9-1所示。

光氧（yǎng）催化是利用TiO₂作為催化劑的光催化（huà）過程（chéng），光催化是（shì）利用紫外光波（bō）照射（shè）TIO₂，在有水分的情況下產生羥基自由基(?OH)和活性氧物質(?O_2 ，H₂O?)，其中羥基自由基（jī）(?OH)是光催化反應中一種主要的（de）活性物（wù）質，對光催化氧化起決定作用（yòng）。羥基自由（yóu）基具有很高的反應（yīng）能（néng）(120kJ/molD)，高於有機物中的（de）各類（lèi）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)，因而能迅速有效地分解揮發性有機物和構成細菌的有機物（wù），再加上其（qí）他活性氧物質(?O2，H2O?)的（de）協同（tóng）作用（yòng），其氧化更（gèng）加（jiā）迅速。能氧化絕大部分（fèn）的有機物及無機汙染物，將其（qí）礦化為無機小分子、CO₂和H₂O

等（děng）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（jī）理反應可知，TiO2光催化降解有（yǒu）機物，實質上是一種自由基反（fǎn）應。
光催化技術是在設備中添加納米級活性材料，在紫外光的作用下，產生更為強烈的催化降解功能。納米活性（xìng）材料光生空穴的氧化電位以標準氫（qīng）電位為3.0V，比臭氧的2.07V和氯氣的（de）1.36V高許多，具有很強（qiáng）的氧（yǎng）化性。在光照射下，活（huó）性材料能吸收相（xiàng）當（dāng）於帶隙能量以下的光能，使（shǐ）其表麵（miàn）發生激勵而產生電子(e-)和（hé）空穴(h+)，這些電子和空穴具有極強的還原和氧化能（néng）力，能與水或容存的氧反應，迅速產（chǎn）生（shēng）氧（yǎng）化能力極強的氫氧根自由基（jī）(?OH)和（hé）超氧陰離子(?O2)。?OH具有很（hěn）高的氧化電位，是一種強氧化基團，它能夠氧化（huà）大多數有機汙染物，使原（yuán）本不（bú）吸收光的物質直（zhí）接氧化分解。

常（cháng）見的光（guāng）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（hé）性能最好，應（yīng）用最廣。

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