激发态Р hυ一一光量子Р随后,激发态的A*可能发生如下几种反应:Р A* → A + hυ(1.2)РA* + M → A + M (1.3)Р A* → B1 + B2 +﹍(1.4)Р A*+C → D1 + D2 +﹍(1.5)Р式(1.2)为辐射跃迁,即激发态物种通过辐射荧光或磷光而失活。式(1.3)为无辐射跃迁,亦即碰撞失活过程。激发态物种通过与其他分子M碰撞,将能量传递给M,本身又回到基态。以上两种过程均为光物理过程。式(1.4)为光离解过程,即激发态物种离解成为两个或两个以上新物种。式(1.5)为A*与其他分子反应生成新的物种。这两种过程均为光化学过程。对于环境化学而言,光化学过程更为重要。受激发态物种会在什么条件下离解为新物种,以及与什么物种反应可产生新物种,对于描述污染物的环境归宿具有重要意义。Р1.2.2 光催化氧化过程Р光催化氧化有机物是一个循环过程,其特征为以光活性半导体材料为媒介,促使电子从有机基质到无机受体(如O2)的转移,催化剂(媒介)充当电子转移的中转站的作用。再氧化的光催化剂能够用于下一次的电子转移系列,从而构成一个大循环,直到有机供体(有机物)完全矿化为止,整个过程结束。即光催化剂在太阳光或紫外光照射下,产生强氧化能力的自由基或激发态物质等,通过一系列变化使污染物氧化的一种高级氧化法。Р1.2.3 光催化氧化的基本原理Р图1.1各种半导体化合物导带和价带的位置[2]Р Р图1.2 纳米光催化剂内电子空穴对的产生、复合与分离[2]Р根据定义,半导体粒子含有能带结构, 被价电子占有的能带称价带(VB),它的最高能级即价带缘,其相邻的那条较高能带处于激发态,称为导带(CB),导带最低能级即为导带缘。价带缘与导带缘之间,有一能量宽度为Eg的禁带。常用半导体化合物的禁带宽度与标准氢电极电位(NHE)及真空(Vacuum)能级的相对位置见图1.1。
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