簡(jiǎn)單分析影響光氧催化性能的條件一般有哪些

返回列表 來(lái)源：發(fā)布日期： 2020.01.06

　　以TiO2為例，TiO2主要具有兩種晶型：銳鈦礦型和金紅石型。銳鈦礦和金紅石都屬于四方體系。兩種類型均由互連的TO6八面體組成。每個(gè)T原子位于八面體的中心，并被6個(gè)O原子包圍。兩者之間的區(qū)別主要是八面體的變形和互連程度。金紅石八面體是不規(guī)則的，略呈菱形，其中每個(gè)八面體都與周圍的十個(gè)八面體（其中兩個(gè)具有共同的邊和八個(gè)共同的頂角）相連：而銳鈦礦八面體是明顯的正交相畸變低于前者，并且每個(gè)八面體都連接到周圍的8個(gè)八面體（四個(gè)楔形和四個(gè)共同的頂角）。這些結(jié)構(gòu)上的差異使兩種類型的電子帶結(jié)構(gòu)不同。銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度Eg為3.3eV，大于金紅石型TiO的禁帶寬度（Eg為3.1eV）。銳鈦礦型TiO2對(duì)O2的負(fù)吸收能力強(qiáng)，比表面積更大，并且光生電子和空穴的分離更容易。這些因素使得銳鈦礦型TiO2的光催化活性高于金紅石型TiO2的光催化活性。

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　　催化劑顆粒的尺寸直接影響光催化活性。粒徑越小，每單位質(zhì)量的顆粒數(shù)越大，并且比表面積越大。對(duì)于一般的光氧催化反應(yīng)，在足夠的反應(yīng)物條件下，當(dāng)催化劑表面的活性中心密度恒定時(shí)，表面積越大，吸附的OH越多，并且活性越高？生成OH，從而提高催化氧化效率。當(dāng)粒徑在1?100nm的范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)發(fā)生量子效應(yīng)并成為量子化的粒子，從而使he對(duì)具有更強(qiáng)的氧化還原能力，并且催化活性隨著量子化程度的增加而增加。另外，尺寸的量化可以使半導(dǎo)體獲得更大的電荷遷移速率，這大大降低了h和電子重組的可能性，從而提高了催化活性。

　　在TiO2的光催化降解反應(yīng)中，反應(yīng)前后幾乎沒(méi)有消耗。TiO2的量對(duì)總降解反應(yīng)速率有影響。TiO2光催化降解有機(jī)磷農(nóng)藥的研究結(jié)果表明，隨著TiO2含量的增加，有機(jī)磷農(nóng)藥的降解率開(kāi)始增加，當(dāng)當(dāng)量增加時(shí)降解率不再達(dá)到，反而下降。。速率的最初增加是由于催化劑的增加和催化劑的增加。產(chǎn)生OH。當(dāng)催化劑增加到一定程度時(shí)，會(huì)影響光吸收。

　　光伏分析表明，由于表面雜質(zhì)和晶格缺陷的影響，TiO2在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有光催化活性。因此，光源的選擇更加靈活，例如黑光燈，高壓水銀燈，中壓尋路燈，低壓水銀燈，紫外線燈，殺菌燈等，波長(zhǎng)一般在250至400nm的范圍。關(guān)于將日光用作光源的研究也取得了一些進(jìn)展。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)光會(huì)降解很多有機(jī)物質(zhì)。據(jù)報(bào)道，在低強(qiáng)度下，降解速率與光強(qiáng)度呈線性關(guān)系，在中等強(qiáng)度下，降解速率與光強(qiáng)度的平方根呈線性關(guān)系。

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