光催化原理是什么?光催化的优点有哪些?

来源:今日热点 | 2023-04-24 15:28:58 |

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力,从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下,光催化氧化反应以半导体为催化剂,以光为能量,将有机物降解为二氧化碳和水。因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术,对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。光催化的原理是利用光来激发二氧化钛等化合物半导体,利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。 当能量大于或等于能隙的光照射到半导体纳米粒子上时,其价带中的电子将被激发跃迁到导带,在价带上留下相对稳定的空穴,从而形成电子—空穴对。由于纳米材料中存在大量的缺陷和悬键,这些缺陷和悬键能俘获电子或空穴并阻止电子和空穴的重新复合。这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面,从而产生了强烈的氧化还原势。

光催化的优点有哪些?

1.直接用空气中的氧气做氧化剂,反应条件温和(常温 常压)

2.可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子,净化效果彻底。

3.半导体光催化剂化学质稳定,氧化还原强,成本低,不存在吸附饱和现象,使用寿命长。

光催化净化技术具有室温深度氧,二次污染小,运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点,所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化,在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。 常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物,其中二氧化钛的综合能最好,应用最广。自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的二氧化钛上可以持续发生水的氧化还原反应,并产生氢气以来,人们对这一催化反应过程进行了大量研究。

结果表明,二氧化钛具有良好的抗光腐蚀和催化活,而且能稳定,价廉易得,无毒无害,是目前公认的最佳光催化剂。该项技术不仅在废水净化处理方面具有巨大潜力,在空气净化方面同样具有广阔的应用前景。


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