室内有害气体污染治理分析之——光触媒(上)

光触媒的概念:光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。

发现者为东京大学教授、工学博士藤岛昭。当年还是东京大学学生的藤岛青年,偶然取得二氧化钛半导体单结晶。此结晶为透明玻璃状、质硬而且对光的折射率大。将该TiO2单结晶用钻石切割机切取薄片丹版状片作为电极,而对极使用白金电极,并朝TiO2单结晶照射氙灯看看。惊人的在TiO2白金两表面冒出气体,快速的将这类气体集中后,测定结果发现自TiO2冒出氧气,而白金冒出氢气,由此可知,用光可以将水分解成氧气及氢气。命名为“本多•藤岛效应”。
后来发现,将纳米级的TiO2喷到墙砖和玻璃上,可以使其具有一定的自洁性能;医院的墙面喷涂纳米级的TiO2,可以显著提高紫外线的杀菌效果;在有紫外线的条件下,纳米级的TiO2可以使部分有机化合物的化学结构发生变化。
由于自然光源的紫外线强度较弱,并且受天气因素的影响,通过在二氧化钛中掺杂铁、金、铂、银等离子,扩大可以促使二氧化钛发挥功能的波长范围。
空气触媒主成分是磷酸氧钛,作用机理与二氧化钛类似。
光触媒的作用机理
在紫外光源(波长<380nm的近紫外线)的作用下,其价带的电子被激发跃迁到导带,生成的电子-空穴对使水分子和氧气分解为OH-/O2-,将与光触媒接触的有机物分解。
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