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基础知识 （Photocatalytic Oxidation Technique） 水化学 姓名 学号 光催化氧化技术 光催化氧化技术简介 光催化氧化技术的原理 光催化氧化技术的优点 光催化氧化技术实际应用问题 4 1 2 3 （Photocatalytic Oxidation Technique） 相关问题的解决方法 5 光催化氧化技术的应用 6 光催化氧化技术简介 光催化氧化技术可以在室温下反应，直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能来处理有毒有害物质、改善环境，达到资源利用生态化的目的。 光催化氧化技术简介 光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，以半导体作为催化剂，在光的作用下进行的化学反应。 该技术具有氧化分解有机污染物，还原重金属离子，除臭、防腐、杀菌等多方面功能。 光催化氧化技术的化学原理 光催化氧化技术的化学原理 光催化氧化技术是指以半导体物质作为催化剂，在光的作用下，电子从价带跃迁，进入导带，在价带产生空穴，从而引发氧化反应。 根据以能带为基础的电子理论，半导体的基本能带结构是：存在一系列的满带，最上面的满带称为价带，存在一系列的空带，最下面的空带称为导带，价带和导带之间称为禁带。当用能量等于或者大于禁带宽度（Eg）的光照射时，半导体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子-空穴对。 光催化氧化技术的化学原理 光催化氧化技术的优点 光催化氧化技术产物无害 传统方法易造成二次污染 光催化氧化技术反应装置简单 传统方法反应装置复杂且耗能 光催化氧化技术直接利用太阳能 传统方法燃烧不完全产生有毒有害中间产物 作为环境净化技术，光催化氧化技术与传统环境治理技术相比具有以下优点： 生成产物 反应装置 能源利用 光催化氧化技术在实际应用过程中问题 光谱范围窄，对太阳能的有效利用率低 反应机制缺乏必要的验证手段 对高浓度废水的处理效果不好 有机污染物降解中间产物的复杂性 工业化成本较高 固定化条件苛刻 问题 由于量子效率偏低，单纯TiO2光催化剂的光产生电子—空穴对的再复合率高，光催化性能不突出；TiO2选择吸附性能差 ，极大地降低了光催化氧化反应的速率和选择性，除此之外还有下列问题： 这些问题的解决办法 由于在光催化领域最常见的半导体光催化剂是TiO2，因为TiO2的一些弱点，而在实际应用中出现了一些问题，因而需要对TiO2加以改性。 常用的方法有哪些呢？ 改 性 和 修 饰 TiO2 贵金属 沉积 复合 半导体 粒子掺杂 光敏化 表面 还原处理 超强酸化 光催化氧化技术的应用 水处理 之一： 光催化氧化技术能将含有染料、农药、卤代有机化合物、表面活性剂、油污、无机污染物的废水处理为无害水而排放，而且成本不高，无二次污染。 光催化氧化技术的应用 废气处理 之二： 近年来，日本等国家采用TiO2光催化剂和气体吸附剂组成的混合型除臭吸附剂已经得到实际的应用。 光催化氧化技术的应用 杀菌消毒 之三： 光催化杀菌技术在农业、卫生陶瓷、水处理、涂料等行业的应用非常广泛。 光催化氧化技术的应用 表面自洁 之四： 实验表明，镀有TiO2薄膜的表面显示出高度的自清洁效应。