環(huán)境功能材料-6-光觸媒(光催化劑)(更新版)
【正文】 納米 Ti02薄膜玻璃 ? 納米 TiO2薄膜玻璃可光催化降解空氣中的有機污染物。溶膠 凝膠法獲得的 TiO2 粉末粒度小 , 分散性好 ,粉體具有較高的燒結(jié)活性。實驗研究表明 ,一些普通染料、 葉綠素、 腐殖酸等常被用作敏化劑。此途徑可通過納米 TiO2表面沉積貴金屬或加入過渡金屬離子來實現(xiàn)。當受到能量大于帶隙能的光照射時，價帶上的電子被激發(fā)，躍過禁帶， 同時在價帶上產(chǎn)生與電子 e相對應的空穴 h+，即自由電子 空穴對。 P型半導體 ：當雜質(zhì)原子形成 共價 結(jié)合時尚缺少一個電子，存在一個空位，與此空位相應的 能量 狀態(tài)就是 雜質(zhì)能級 ，通常位于 禁帶 下方靠近 價帶 處。 ? 滿帶電子是不導電的，因為：泡利不相容原理認為，每個能級只能容納自旋方向相反的兩個電子，在外加電場上，這兩個自旋方向相反的電子受力方向也相反。 ? 石油危機，尋找新能源， ? 這一技術作為從水中提取氫的劃時代方法受到了矚目，制氫效率很低，無法作為新能源方案進行實際利用，因此在轟動一時后迅速降溫。 ? 光催化一般是 多種相態(tài)之間 的催化反應。 光催化原理 能帶理論 ? 能帶：在形成分子時，原子軌道構(gòu)成具有分立能級的分子軌道。 導帶 價帶 禁帶 禁帶寬度 半導體能帶結(jié)構(gòu) ? 對于 半導體 ，所有價電子所處的 能帶 是所謂價帶，比價帶 能量 更高的能帶是導帶。 Ec Ed Ev 價帶 Ec Ea Ev 導帶 價帶 導帶 P型半導體的能級 N型半導體的能級 雜質(zhì)能級 光催化原理 當用能量等于或大于禁帶寬度 （ Eg） 的光照射時 ， 半導體價帶上的電子可被激發(fā)躍遷到導帶 ， 同時在價帶上產(chǎn)生相應的空穴 ，這樣就在半導體內(nèi)部生成電子 （ e） －空穴（ h+） 對 。O2和 沉積 Ag后的 TiO2光催化性能 貴金屬沉積 半導體耦合 ? 納米 TiO2 與其它半導體復合，形成偶合半導體。 ? (2)形成氧空位和 Ti3+活性中心 ? 摻雜的金屬離子進入ＴｉＯ２的晶格內(nèi)，引起局部的晶格畸變和電荷的不平衡，在近鄰位形成氧空位，同時Ｔｉ４＋被還原為Ｔｉ３＋形成Ｔｉ３＋還原中心。 負載型 TiO2 的制備 ? 隨著研究的深入 , 人們很快地發(fā)現(xiàn)懸浮態(tài)的半導體體系存在著催化劑難以回收、 容易中毒、 溶液中存在著高價陽離子時催化劑不易分散等缺點。 ?在窗玻璃、建筑物的外墻磚、高速公路的護欄、路燈等表面涂覆一層氧化鈦薄膜，利用氧化鈦在太陽光照射下產(chǎn)生的的強氧化能力和超親水性，可以實現(xiàn)表面自清潔。 ? 在醫(yī)院病房 ,手術室及生活空間細菌密集場所，安放 TiO2光催化劑來
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