环境功能材料-6-光触媒(光催化剂)讲解.ppt

光催化;光催化基础 TiO2光触媒 ;什么是光催化?;;光合作用也可以看作光催化;;光催化过程的发现;后期在环境领域的发展;光催化原理;能带理论;导带;满带;禁带;半导体能带结构; 半导体的能带结构;N型半导体：杂质原子形成共价结合时多余一个电子，则被束缚于杂质原子附近。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。 P型半导体：当杂质原子形成共价结合时尚缺少一个电子，存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子。 ;光催化原理;半导体价带的光激发;TiO2纳米光触媒;;常见的光催化材料; 各种常用半导体的禁带宽度和禁带边缘电位示意图（pH = 0） ;TiO2的结构与性质;;;自由基反应;TiO2表面结构的影响 光催化过程主要在催化剂表面发生，对于单纯的TiO2光催化剂，影响其光催化剂，影响其光催化活性的表面性质如下： ;TiO2光触媒改性;改性的目的和作用;贵金属沉积;;半导体耦合;复合半导体;表面敏化;掺杂改性;(1)形成捕获中心 抑制光生电子和空穴复合 杂质的引入能够形成活性捕获中心，起到捕获阱的作用，价态高于Ti4+，的金属离子捕获电子，价态低于，Ti4+的金属离子则捕获空穴，致使电子与空穴分离并抑制其电子－，空穴对复合，延长了载流子的寿命，从而增强了光催化剂的活性。;;;;粉末型光催化剂 TiO2 的制备;;负载型 TiO2 的制备;;纳米TiO 2在环境保护方面的应用;在窗玻璃、建筑物的外墙砖、高速公路的护栏、路灯等表面涂覆一层氧化钛薄膜，利用氧化钛在太阳光照射下产生的的强氧化能力和超亲水性，可以实现表面自清洁。;空气净化; 废水处理;;防晒油、化妆品的应用;纳米TiO2作为隐形材料的应用;END