催化原理技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 07:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 物的活性得到提高； (2) 納米粒子的表面積很大，使得半導(dǎo)體的 吸附污染物的能力增強 ，同時由于表面效應(yīng)使得粒子表面存在大量的氧空穴，以至于反應(yīng)的活性位增多，從而能提高光催化的催化活性； ? (3) 對于半導(dǎo)體納米粒子而言，其粒徑通常小于空間電荷層的厚度，在此情況下，空間電荷層的影響可以忽略，光生載流子可以通過簡單的擴散從粒子的內(nèi)部遷移到表面與給體或受體發(fā)生氧化或還原反應(yīng)。通常認為光生載流子的復(fù)合時間為 10 ns，這就意味著對半導(dǎo)體粒子而言， 粒徑越小，電子和空穴復(fù)合率越小，光催化活性越高 半導(dǎo)體光催化劑催化活性的影響因素 – 2反應(yīng)條件的影響 ? 1 光源與光強的影響 ? 不同的催化劑具有不同的禁帶寬度，因此使用的光源也有所不同。 TiO2能對在紫外或近紫外波段的光有響應(yīng)，所以使用的入射光的最大波長為 nm?？梢赃x擇 高壓汞燈和紫外線殺菌燈等作為光源。 1 光源與光強的影響 ? 光強對光催化反應(yīng)有一定的影響。光照強度越高，產(chǎn)生的光子數(shù)目就越多，被激發(fā)產(chǎn)生的空穴也越多，具有強氧化性的羥基自由基也會增多。單位體積內(nèi)入射光子數(shù)越多，在催化劑的表面產(chǎn)生越多的活性物種，從而能加快催化反應(yīng)的速度。 但不是光照強度越高越好，當光子的利用達到極限時，繼續(xù)增大光照強度，因為表面存在復(fù)合的中間氧化物，反而使得過多的光子得不到利用 。隨著光生電子 空穴的增多，它們的復(fù)合也會變得增加，產(chǎn)生的羥基自由基也會生成活性較低的雙氧水， 使得降解有機物的速率變慢 2 光催化的 pH 值的影響 ? 液相反應(yīng)中 pH 值的改變可對于光催化反應(yīng)有重要的影響，可以從兩個方面去考慮 pH 值對光催化反應(yīng)的影響： 一方面 pH 的變化會使表面的羥基溶度發(fā)生改變 ，導(dǎo)致導(dǎo)帶和價帶的位置發(fā)生移動； 另一方面 pH 變化可以改變催化劑的表面性質(zhì) ，同時影響反應(yīng)底物或中間產(chǎn)物的形態(tài)，從而改變底物和催化劑間的吸附作用。 ? 但是， pH 值的影響比較復(fù)雜， 對于不同的催化劑降解同一底物可能表現(xiàn)出完全不同的規(guī)律 。對于 TiO2，一般來說，光催化反應(yīng)在低 pH 值和高 pH 值都可能出現(xiàn)較高的反應(yīng)速率，對于降解不同的反應(yīng)物，影響也不同。非極性的污染物，光催化幾乎不受 pH 值的影響；極性的污染物，在有利于吸附的最佳的 pH 值條件下，光催化劑能表現(xiàn)出最高的催化活性 3 底物濃度和性質(zhì)的影響 ? 通常的認為能夠有效地吸附在光催化劑表面的底物較易被直接氧化。 光催化降解污染物的速率存在一個飽和濃度，在這個濃度之上，隨著初始濃度升高光催化速率反而會下降 。 ? 這是因為存在三種降低光催化反應(yīng)速率的可能性： (1) 光催化反應(yīng)主要發(fā)生在催化劑表面， 大部分反應(yīng)都符合 LH 方程 ，因此，高的吸附量能促進光催化反應(yīng)的進行。 在高濃度下催化劑的活性表面都被覆蓋了 ，因此，提高濃度將不能提高催化劑表面的吸附量； ? (2) 底物濃度較低時，隨著底物濃度的升高反應(yīng)速率也會增大； 底物濃度較高時，在一定的光照強度下，反應(yīng)速率會達到飽和 ，甚至有可能因為高濃度的有機污染物而降低了光催化劑對光的吸收而使得反應(yīng)速率下降； ? (3) 如果 底物初始濃度較高時，將會有較多的中間物產(chǎn)生 ， 可能因為對中間產(chǎn)物的吸附而導(dǎo)致總的反應(yīng)速率降低 4 催化劑用量的影響 ? 在液相反應(yīng)中， 光催化劑的用量通過對催化劑與降解物的平均距離、總比表面積和 UV 光穿透深度的影響， 從而對光催化降解速率產(chǎn)生影響。 ? 通常多相光催化反應(yīng)速率開始時是 隨光催化劑用量的增加而加速，但過量的光催化劑會增加光的散射 ，并減少對光子的有效吸收而導(dǎo)致降解速率減慢，因次，光催化劑的用量有一個極值，達到這個數(shù)值之后光催化反應(yīng)速率最大 BiVO4材料的制備及光催化性能 ? 催化劑的制備 ? 將 g L賴氨酸溶解在 40 ml 蒸餾水中，然后又加入 g 偏釩酸銨 (10mmol)，攪拌 1 h 得到牛奶狀溶液 A。稱取硝酸鉍 g (10 mmol)加入到 40 ml 乙二醇中，攪拌直到形成透明溶液 B。將溶液 B 滴入到溶液 A 中，邊滴邊攪拌最終得到黃色懸浮液， ?
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1