TiO2光催化作用機理 

“光催化”這一術(shù)語的本身就意味著光化學與催化劑二者結(jié)合，因此，光和催化劑是引發(fā)和促進光催化氧化反應的必要條件。TiO2作為一種半導體材料之所以能夠作為催化劑，是由其自身的光電特性所決定的。根據(jù)定義，超細半導體粒子含有能帶結(jié)構(gòu)且能帶是不連續(xù)的，其能級可用“帶隙理論”描述，即物質(zhì)價電子軌道通過交疊形成不同的帶隙，由低到高一次是充滿電子的價帶、禁帶和空的導帶。TiO2禁帶寬度為3.2eV，對應的光吸收波長閾值為387.5nm。當受到波長小于或等于387.5nm光照射時，價帶上的電子會被激發(fā)，越過禁帶進入導帶，同時在價帶上產(chǎn)生相應的空穴。與金屬導體不同，半導體的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，受光激發(fā)產(chǎn)生的帶電子和價帶空穴。與金屬導體不同，半導體的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，受光激發(fā)產(chǎn)生的導帶電子和價帶空穴（也稱光致電子和光致空穴）在復合之間有足夠的壽命。

實際光催化反應過程中，反應能力取決于半導體的能帶狀況，以及被吸附物質(zhì)的氧化還原電勢。遷移到表面上的光致電子和空穴，如果沒有與適當?shù)碾娮雍涂昭ǚ@劑作用，則儲備的能量在幾個豪微秒之內(nèi)就會通過復合而消耗掉。因此，電子結(jié)構(gòu)、吸光特性、電荷遷移、載流子壽命及載流子復合速率的最佳組合對提高光催化活性至關(guān)重要。

摘自：通風工程

王漢青   主編

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