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光催化反应,什么是光催化反应

2024-03-18 00:33分类: 硕士留学 阅读:

1、什么是光催化反应

就是以光为催化剂,例如溴化银分解。溴化银在黑暗处可以缓慢分解,但是在光照的情况下可以加速分解。光催化反应是以光为催化剂的加速催化或减速催化的催化反应。

光催化反应,什么是光催化反应

2、什么是光催化?

光催化是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用,使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质,不仅能加速反应,亦能运用自然界的定侓,不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用",吸收对动物有毒之二氧化碳,利用光能转化为氧气及水。

光催化反应,什么是光催化反应

3、光催化的原理什么?

光催化的原理是利用光来激发二氧化钛等化合物半导体,利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。 当能量大于或等于能隙的光照射到半导体纳米粒子上时,其价带中的电子将被激发跃迁到导带,在价带上留下相对稳定的空穴,从而形成电子—空穴对。

由于纳米材料中存在大量的缺陷和悬键,这些缺陷和悬键能俘获电子或空穴并阻止电子和空穴的重新复合。这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面,从而产生了强烈的氧化还原势。

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力,从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下,光催化氧化反应以半导体为催化剂,以光为能量,将有机物降解为二氧化碳和水。

因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术,对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

光催化优点

操作简单、能耗低、无二次污染、效率高。

1、直接用空气中的氧气做氧化剂,反应条件温和(常温 常压) 。

2、可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子,净化效果彻底。

3、半导体光催化剂化学性质稳定,氧化还原性强,成本低,不存在吸附饱和现象,使用寿命长。

光催化净化技术具有室温深度氧,二次污染小,运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点,所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化,在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。 常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物,其中二氧化钛的综合性能最好,应用最广。

自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的二氧化钛上可以持续发生水的氧化还原反应,并产生氢气以来,人们对这一催化反应过程进行了大量研究。

结果表明,二氧化钛具有良好的抗光腐蚀性和催化活性,而且性能稳定,价廉易得,无毒无害,是目前公认的最佳光催化剂。该项技术不仅在废水净化处理方面具有巨大潜力,在空气净化方面同样具有广阔的应用前景。

来源:百度百科——光催化原理

4、光催化的机理

基本的原理是这样,光能够激发半导体中的电子,将电子从价带激发到导带生成光生电子,而价带中产生对应的光生空穴,电子和空穴分别扩散到半导体表面,在表面与不同的反应对象进行反应。光生电子具有还原性,空穴具有氧化性,这两种应能可以分别应用在不同的领域。

比如杀菌、降解有机物利用的是氧化性,光分解水制氢气、光合成等利用的是还原性。

这就是最最基本的光催化原理

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