吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)(編輯修改稿)
2024-09-04 07:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 光催化反應(yīng)體系中主要的氧化劑。光生電子也能夠與OH發(fā)生作用生成HO2和O2等活性氧類，活性氧自由基也能參與氧化還原反應(yīng)。HO能與電子給體作用，將之氧化，礦能夠與電子受體作用將之還原，同時(shí)h+也能夠直接與有機(jī)物作用將之氧化： 光催化反應(yīng)的量子效率低(理論上不會(huì)超過20%)是其難以實(shí)用化的最為關(guān)鍵因素之一納米TiO2既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過可見光， 是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。納米TiO2的抗紫外線機(jī)理：按照波長的不同紫外線分為短波區(qū)190～280nm、中波區(qū)280～320nm、長波區(qū)320～400nm。短波區(qū)紫外線能量最高,但在經(jīng)過離臭氧層時(shí)被阻擋,因此,對(duì)人體傷害的一般是中波區(qū)和長波區(qū)紫外線。納米TiO2的強(qiáng)抗紫外線能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外線能力及其機(jī)理與其粒徑有關(guān)當(dāng)粒徑較大時(shí),對(duì)紫外線的阻隔是以反射、散射為主且對(duì)中波區(qū)和長波區(qū)紫外線均有效。防曬機(jī)理是簡單的遮蓋屬一般的物理防曬防曬能力較弱隨著粒徑的減小光線能透過納米二氧化鈦的粒子面對(duì)長波區(qū)紫外線的反射、散射性不明顯而對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)。其防曬機(jī)理是吸收紫外線主要吸收中波區(qū)紫外線。由此可見納米氧化鈦對(duì)不同波長紫外線的防曬機(jī)理不一樣對(duì)長波區(qū)紫外線的阻隔以散射為主對(duì)中波區(qū)紫外線的阻隔以吸收為主。納米TiO2在不同波長區(qū)均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能，與其他有機(jī)防曬劑相比，納米TiO2具有無毒、性能穩(wěn)定、效果好等特點(diǎn)。利用納米2的透明性和紫外線吸收能力還可用作食品包裝膜、油墨、涂料、紡織制品和塑料填充劑，可以替代有機(jī)紫外線吸收劑，用于涂料中可提高涂料耐老化能力。 TiO2具有粒子團(tuán)聚少、化學(xué)活性高，粒徑分布窄、形貌均一等特性，具有很強(qiáng)的光催化性能，已廣泛應(yīng)用于環(huán)保中。 環(huán)境有害氣體可分為室內(nèi)有害氣體和大氣污染氣體。室內(nèi)有害氣體主要有裝飾材料等放出的甲醛及生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇、硫化氫及氨氣等。納米二氧化鈦通過光催化作用可將吸附于其表面的這些物質(zhì)分解氧化，從而使空氣中這些物質(zhì)的濃度降低，減輕或消除環(huán)境不適感。 另外，TiO2在光照下對(duì)環(huán)境中微生物的抑制或殺滅作用，因此，納米TiO2能凈化空氣，具有除臭功能。 納米TiO2復(fù)合材料對(duì)有機(jī)廢水的處理，效果十分理想。以TiO2為光催化劑，在光照的條件下，可使水中的烴類、鹵代物、羧酸等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并逐步降解，最終完全氧化為環(huán)境友好的CO2和H2O等無害物質(zhì)。杭州萬景新材料有限公司采用新型納米TiO2載銀復(fù)合催化劑，對(duì)印染和精煉廢水生化處理后的出水進(jìn)行深度處理，光照120min后，%%。經(jīng)研究表明，在太陽光照射下用多孔納米TiO2薄膜處理水溶液中的敵敵畏有很好的效果。除此之外，納米TiO2還可有效地用于含CN—的工業(yè)廢水的光催化降解。 除有機(jī)物外，許多無機(jī)物在TiO2表面也具有光學(xué)活性，例如無機(jī)污水中的Cr6+接觸到TiO2催化劑表面時(shí)，能夠捕獲表面的光生電子而發(fā)生還原反應(yīng)，使高價(jià)有毒的Cr6+降解為毒性較低或無毒的Cr3+，從而起到凈化污水的作用；一些重金屬離子如Pt4+，Hg2+，Au3+等，在催化劑表面也能夠捕獲電子而發(fā)生還原沉淀反應(yīng)，可回收污水的無機(jī)重金屬離子。 防霧及自清潔功能 TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性，因此其具有防霧功能。如在汽車后視鏡上涂覆一層TiO2薄膜，即使空氣中的水分或者水蒸氣凝結(jié)，冷凝水也不會(huì)形成單個(gè)水滴，而是形成水膜均勻地鋪展在表面，所以表面不會(huì)發(fā)生光散射的霧。當(dāng)有雨水沖過，在表面附著的雨水也會(huì)迅速擴(kuò)散成為均勻的水膜，這樣就不會(huì)形成分散視線的水滴，使得后視鏡表面保持原有的光亮，提高行車的安全性。 納米TiO2具有很強(qiáng)的“超親水性”，在它的表面不易形成水珠，而且納米TiO2在可見光照射下可以對(duì)碳?xì)浠衔镒饔?。利用這樣一個(gè)效應(yīng)可以在玻璃、陶瓷和瓷磚的表面涂上一層納米TiO2薄層，利用氧化鈦的光催化反應(yīng)就可以把吸附在TiO2表面的有機(jī)污染物分解為CO2和H2O，同剩余的無機(jī)物一起可被雨水沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能。日本東京已有人在實(shí)驗(yàn)室研制成功自潔瓷磚，這種新產(chǎn)品的表面上有一薄層納米TiO2，任何粘污在表面上的物質(zhì)，包括油污、細(xì)菌在光的照射下，由于納米T
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