生载流子直接氧化或还原。用于光催化的半导体大都有较大的禁带宽度,常称为宽带隙半导体,吸收波长阈值大都在紫外光区。1.2.3Ti02光催化反应机理锐钛矿型的二氧化钛禁带宽度约为3.2eV,光催化所需的最小入射波长为387.5nm。当Ti02受到波长小于387.5nm的紫外光照射时,处于价带的电子就会被激发到导带上去,从而分别在价带和导带上产生高活性的光生空穴和光生电子。在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明,分布在Ti02表面的空穴可以将吸附在其表面的OH。和H20分子氧化成·OH。Ti02+hv—Ti02*+e.+h-e-+h+一hv或能量H20+h+一·OH+H+OH’+h-一·OH02七毡一-Q毫·02。+H+一·OOH·oOH+H20+e.—·H2O_2+oH‘H202+e-—..·OH+OH‘而电子(e.)具有很强的还原性,可使得Ti02固体表面的电子受体如02被还原。02既可以抑制光催化剂上电子和空穴的复合,提高反应效率,同时也是氧化剂,可以氧化已经羟化的反应产物,是表面羟基自由基的另一个来源。缔合在Ti4+表面的·OH的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能够氧化大部分的有机污染物及部分无机污染物,将其最终降解为C02、H20等无害物质,并且对反应物几乎无选择性,因而在光催化氧化中起着决定性的作用。即:有机污染物+·OH(或·02")"-*C02+H20+无机小分子1.3提高Ti02可见光催化活性的途径光催化较好的锐钛矿型Ti02的禁带宽度为3.2eV,只有在波长小于387.5nm的紫外光区才能激发其催化活性。在达到地面的太阳能中,这一波段的能量只占3%.5%,实际有效应用的就更少,大大降低了其使用价值限制了其在很多方面的应用。而且,由于光激发产生的电子和空穴的复合率高而导致光量子效率降低。近年来,人们为了提高Ti02可3
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