二氧化钛光催化原理.pdfVIP

以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

TiO光催化氧化机理

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TiO属于一种n型半导体材料，它的禁带宽度为3.2ev（锐钛矿）,当它受到波长小于

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或等于387.5nm的光(紫外光)照射时，价带的电子就会获得光子的能量而越前至导

-+

带，形成光生电子（e）;而价带中则相应地形成光生空穴(h)，如图1-1所示。

如果把分散在溶液中的每一颗TiO粒子近似看成是小型短路的光电化学电池，则

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光电效应应产生的光生电子和空穴在电场的作用下分别迁移到TiO表面不同的位

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+

置。TiO表面的光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获，而空穴h则可氧

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-

化吸附于TiO表面的有机物或先把吸附在TiO表面的OH和HO分子氧化成·OH

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自由基，·OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化水中绝大部分的有机

物及无机污染物，将其矿化为无机小分子、CO和HO等无害物质。

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反应过程如下：

反应过程如下：

+-+-

TiO+hv→h+e(3)h+e→热能（4）

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+++

h+OH-→·OH(5)h+HO→·OH+H(6)

2

e-+O→O-（7）O+H+→HO·(8)

2222

2HO·→O+HO(9)HO+O→·OH+H++O(10)

22222222

·OH+dye