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光催化氧化法的作用机理
添加日期:2007-1-10  浏览次数:  文章来源:河南天地环境  作者:admin
    半导体的能带通常是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能价带构成,它们之间的区域称为禁带,当能量大于或等于半导体带隙能的光波辐射此半导体光催化剂时,处于价带的电子就会被激发到导带上,价带生成空穴(h+),从而在半导体表面上产生了具有高度活性的空穴/电子对。
    TiO2的带隙能为32eV,相当于387.5nm光子的能量。当TiO2受到波长小于387.5nm的紫外光照射时,价带上的电子跃迁到导带上,形成空穴/电子对。所产生的空穴将吸附在TiO2颗粒表面的OH-和水分子氧化成具有强氧化性的•OH自由基和O2-,其作用机理如下:
TiO2 + hυ → e–+ h+   
       h+ + H2O → HO•+ H+ 
       e–+ O2 → •O2–→ HO2•
       2HO2• → O2 + H2O2
       H2O2 +•O2– →•OH + OH–+ O2
由此可见,TiO2光催化氧化降解有机物实质上是一种自由基反应。