光催化技术课件.ppt

光催化技术 七组 演讲人：郭照师 组员： 李季远、丁冲锋 CONTENTS 1 什么是光催化 2 原理 3 应用 发展前景 什么是光催化？ 简单来说就是，光触媒在外界可见光的作用下.发生氧化还原反应。 Our Company An Awesome Company By faith I mean a vision of good one cherishes and the enthusiasm that pushes one to seek its fulfillment regardless of obstacles. By faith I mean a vision of good one cherishes and the enthusiasm that pushes one to seek its fulfillment regardless of obstacles. 01 光合作用也可以看做光催化 光 触 媒 光触媒,是 光 + 触媒(催化剂) 的合成词。 光触媒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。它是将附着在有效介质上的纳米级TiO2颗粒通过特定光源的照射，产生一种“电子-空穴”对（一种高能粒子），这种“电子-空穴”对和周围的水、氧气发生作 用后具有极强的氧化—还原能力，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的 OH - 及 O 2 - 自由负离子。 光催化氧化反应机理 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CO2和水。. 具体来说，在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其价带上的电子（e-）就会被激发到导带上，同时在价带上产生空穴（h+）。激发态的导带电子和价带空穴又能重新合并，并产生热能或其他形式散发掉。当催化剂存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时，电子和空穴的复合得到抑制，就会在催化剂表面发生氧化—还原反应。价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原剂，在半导体光催化反应中，一般与表面吸附的H2O，O2反应生成氧化性很活波的羟基自由基（?OH）和超氧离子自由基（?O2-）。能够把各种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子，而且因为他们的氧化能力强，使一般的氧化反应一般不停留在中间步骤，不产生中间产物。 反应机理 几种常用的光触媒 TiO2、 CdS 、 WO3 、ZnO、ZnS、Fe2O3、SnO2等 纳米光触媒：CdS,Fe2O3,TiO2,ZnO等 TiO2的优点： 催化活性高、化学性质稳定、成本低、无毒 因此被广泛应用 光催化网 利用“电化学组装-阳极氧化联用技术”，在金属载体上制备出高结合强度，高反应效率的纳米TiO2磁性膜光催化剂。用来处理空气中的甲醛、苯、氨等有害气体 以及细菌等有害物质的深层净化技术，也可以广泛应用于受有机物污染的水体净化。 光催化技术应用领域 废水处理 纳米光催化 空气消毒反应器 纳米光催化空气消毒装置加载特点： 1. 高度消毒 2. 高效清除化学污染。 3. 独特中央空调加载方式。 4. 消毒材料无需更换。 5. 为使用单位节约巨额能源消耗经费。 6. 进行空气消毒时，可以人机同在。 该过程中，纳米TiO2没有任何消耗，所以，不需要对消毒材料进行更换。 小结与展望 　　 光催化技术虽然已经在不少领域成功应用并表现出其优越性,在降解水污染物、节约能源、维持生态平衡等方面都有着很多的优点。但是光催化技术目前的应用研究，但在实际应用中还存在诸多问题。反应机理和反应动力学，寻找高效光催化剂，反应器模型的设计，催化剂的固载化的工业化应用，降低成本等方面尚需作进一步的研究，跨学科的合作也有待加强。相信在不久的将来，这一技术能够逐渐成熟、完善起来，为全球的可持续发展作出更大的贡献。 利用TiO2光催化降解有毒有机污染物是目前国际上十分关注的研究领域，但TiO2其禁带宽度为3.2eV，只能吸收波长小于387nm的紫外光太阳光中只有不足4%的光能为紫外光，而人造紫外光源又有耗电大，设备昂贵，稳定性差等缺陷 缺点 THANKS