【正文】 TiO2 表面清潔示意圖 TiO2 的其他應(yīng)用調(diào)研報(bào)告 1? 光催化降解體系一種具有發(fā)展前景的高級(jí)氧化處理技術(shù)，其關(guān)鍵在于材料的微觀結(jié)構(gòu)、能帶及其光吸收性能。玻璃，陶瓷等建材的表面吸附了空氣中的有機(jī)物和無機(jī)物后，有機(jī)物不溶于水 ，形成污垢，表面變臟。 TiO2 的其他應(yīng)用TiO2光照親水性167。 顆粒的孔隙率是 50－ 56﹪ ，比表面積 160－ 194 m2g1。 已經(jīng)研制了一種光化學(xué)反應(yīng)器凈化含氯代烴的氣流。然而其些缺點(diǎn)是具有較低的表面積 /體積比；反應(yīng)介質(zhì)對(duì)光的吸收和散射等。167。167。167。機(jī)理有二：167。實(shí)例：除臭，空調(diào)房間中空氣凈化 TiO2 的其他應(yīng)用TiO2 抗菌材料167。 光催化氧化還能用來處理空氣中的 NOx、 SO2等有害氣體。產(chǎn)品在光照射下，就能完全殺死表面的細(xì)菌。表 　半導(dǎo)體光催化降解部分有機(jī)污染物污染物質(zhì) 污染物質(zhì)氯代苯酚 氯代苯氯化物表面活性劑 氯代烷烴硝基苯酚 環(huán)磷酰胺EDTA 吡啶DDT 偶氮苯乙苯 苯甲酸鄰苯二酚 馬拉硫磷丁烯酮 二甲苯苯乙酮 烷基苯酚乳酸 敵敵畏久效磷 甲拌磷酚 乙酸對(duì)硫磷 羅明丹 B TiO2 光催化降解應(yīng)用 可光催化降解的聚合物 PSTiO2， PVCTiO2， PPTiO2Weight loss curve of pure PS, PSTiO2 and PSGTiO2 posite films under UV illumination in air. C、白色污染治理應(yīng)用 TiO2 光催化降解應(yīng)用太陽(yáng)光降解復(fù)合 PS 膜167。167。 許多無機(jī)物在半導(dǎo)體表面可以實(shí)現(xiàn)光分解：167。 solvent acetonitrile, 10 ml. substrate, 10 mmol。 利用可見光催化降解和礦化飲用水中微量污染物、室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物以及高效分解水制氫中的光催化材料的高效利用、失活機(jī)制及再生方法，解決光催化材料實(shí)用化的技術(shù)基礎(chǔ)問題。 從能帶匹配、電子輸運(yùn)和表面結(jié)構(gòu)著手，研究高效光催化材料的構(gòu)建原則等。 光生電子 空穴對(duì)的轉(zhuǎn)移速度慢，復(fù)合率較高，導(dǎo)致光催化量子效率低，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較低。 懸浮型和負(fù)載型光催化反應(yīng)器中催化劑和光源的利用率不高。 大都以汞燈為光源進(jìn)行光催化降解，很少利用太陽(yáng)光作為光源。 TiO2光催化反應(yīng)催化劑易分離和重復(fù)使用。 降解沒有選擇性，幾乎能降解任何有機(jī)物。 在紫外光和太陽(yáng)光照射下就可以發(fā)生反應(yīng)。 雖然有機(jī)光敏化劑擴(kuò)展了光催化劑光吸收頻率范圍，但是它們也會(huì)被同時(shí)光降解，失去光敏化作用，167。 有機(jī)光敏劑：羅丹明 B、卟啉、葉綠素、吡啶釕、氧雜蒽、赤鮮紅B、曙紅、花青素、酞菁等。 多元復(fù)合氧化物因其晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的多樣性，有可能同時(shí)具備響應(yīng)可見光激發(fā)的能帶結(jié)構(gòu)和高的光生載流子移動(dòng)性被作為潛在的高效光催化材料得到了廣泛研究。167。復(fù)合氧化物 其他光催化材料簡(jiǎn)介167。如： SrTiO3。167。 WO 3帶隙能為 eV，是一種 n型半導(dǎo)體，環(huán)境毒性小，167。 ZnO看起來是 TiO2合適的替代物，然而 ZnO分散后表面會(huì)產(chǎn)生Zn(OH)2，這樣時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致催化劑失活。 與 TiO2相比，它的成本更低，因而其應(yīng)用研究也日益受到人們的重視。 對(duì)于有機(jī)物降解來說，好的半導(dǎo)體的主要的判斷標(biāo)準(zhǔn)是 H2O/?OH (Eo=)電對(duì)電勢(shì)在物質(zhì)的帶隙內(nèi)并且他們能夠穩(wěn)定存在。與其他半導(dǎo)體材料復(fù)合與固載 167。因此如何將 TiO2固定，成為目前應(yīng)用中亟待解決的問題。 167。167。 以浸漬法或溶膠法等制備的 TiO2的二元或多元復(fù)合半導(dǎo)體，使吸收波長(zhǎng)有較大的紅移，催化活性提高。 除了前述的單一化合物的表面修飾、貴金屬負(fù)載、粒子摻雜改性外，兩種或兩種以上的半導(dǎo)體在納米尺度上的復(fù)合比單一半導(dǎo)體表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性和催化活性。 在反應(yīng)體系中加入電子接受體，如： O H2O Cu2+、 Fe3+等，因其能吸收光生電子，減少電子 空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)，從而也可提高光催化活性。 貴金屬負(fù)載后的 TiO2表面具有高的光催化活性，能吸收可見光，可有效地防止電子－空穴的復(fù)合和降低還原反應(yīng)的過電壓損失。 粒徑減小，半導(dǎo)體禁帶變寬，吸收藍(lán)移，使 TiO2光吸收變?nèi)酢?粒子粒徑減小 ，表面積增大，同時(shí)導(dǎo)帶電勢(shì)變負(fù)，價(jià)帶電勢(shì)變正，使半導(dǎo)體的氧化還原能力增強(qiáng)，提高了其光催化反應(yīng)效率。167。 金紅石是 TiO2中最穩(wěn)定的晶型，晶格中缺陷少，禁帶較小，導(dǎo)帶較正，阻礙了 O2的還原。 Sang等人通過溶膠 凝膠法制備了 B摻雜 TiO2，負(fù)載鉑后表現(xiàn)出很高的光解水活性。 對(duì) C4+， N3， F， P3， S2取代銳鈦礦型 TiO2中氧的理論計(jì)算表明， N的 2p能與 O的 2p軌道雜化，致使材料的禁帶變窄； S2摻雜雖然也有同樣的效應(yīng)，但其離子半徑較大，難以對(duì) O2發(fā)生取代。167。 離子注入法對(duì) TiO2摻雜的結(jié)果表明： V5+, Cr3+, Mn3+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+注入可使 TiO2的光吸收帶邊向可見光區(qū)擴(kuò)展。 這是因?yàn)殡x子在 TiO2的能級(jí)中形成了施主和受主能級(jí)，發(fā)生在施主能級(jí)和 TiO2導(dǎo)帶、受主能級(jí)和 TiO2價(jià)帶之間的電子躍遷 提高了載流子的分離效率，并導(dǎo)致 TiO2的吸收光譜 “紅移 ”。 如：摻雜 .% 的 Fe3+， Mo5+， Ru3+， Os3+， Re5+， V4+，Rh3+可以顯著增強(qiáng) TiO2光氧化性和還原性；而摻雜 Co3+和 Al3+則會(huì)減弱 TiO2的光催化活性。 常見離子 :Fe3+, Mo5+, Ru3+, Os3+, Re5+, V4+, Rh3+, Co3+等。167。 金屬離子的摻入延長(zhǎng)了電子 空穴的復(fù)合時(shí)間 ，可有效地利用太陽(yáng)能。? 為提高 TiO2的光催化活性，對(duì) TiO2進(jìn)行選擇性晶格摻雜、表面貴金屬 (Pt、 Pd、 Ru、 Au)沉積、光敏化、制備半導(dǎo)體光電極，以及與其它具有光催化活性的氧化物復(fù)合等方式進(jìn)行改進(jìn)。167。 然而其他的研究者發(fā)現(xiàn)金紅石對(duì)某些物質(zhì)具有更高的選擇活性。 Degussa P25是 70:30％銳鈦礦 金紅石混合物，其約 100 nm大小的團(tuán)聚體的 BET表面積是 55177。 ? TiO2在紫外光激發(fā)會(huì)產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，銳鈦型 TiO2激發(fā)需要 eV的能量，對(duì)應(yīng)于 380 nm左右的波長(zhǎng)。另一方面，在相同情況下，當(dāng)吸收光強(qiáng)增加到 250μEL1min1, Ф降到 。、光催化反應(yīng)的影響因素167。? 所有這些表面相互作用都產(chǎn)生特征 Langmuiria等溫線。? P25的 pHzpc為 pH( pHzpc)下，有利于陽(yáng)離子電子給體與電子受體的光催化活性，? 在較低 pH(pHzpc)值下有利于提高陰離子電子給體和受體的光催化活性。、光催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)因素金屬氧化物的表面化學(xué)其中， TiOH代表鈦鹽的表面態(tài)，等電點(diǎn) (pHzpc)是兩個(gè)表觀 pKas總和的一半 (與兩性氨基酸溶液一樣 )。? 產(chǎn)生 [TiOH異相光催化反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué)在充分混合的懸浮體系中，氯仿降解速率與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)關(guān)系一致：、光催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)因素通?；瘜W(xué)物質(zhì)的光催化速率能采用經(jīng)驗(yàn)方法加以處理，而不考慮其詳細(xì)機(jī)理。羥基自由基是由 hvb+與吸附 H2O、氫氧化物或表面鈦離子 (TiOH)在TiO2表面上形成。 有異丙基醇 (iPrOH)作為 二羥基甲苯 (DHBA)是由 167。167。167。167。167。 167。、光催化的基本原理光電化學(xué)過程中的主要?jiǎng)恿W(xué)167。 上述界面電荷載轉(zhuǎn)移總量子效率可通過兩個(gè)關(guān)