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光电催化氧化技术降解苯酚的活性

发布时间:2018-12-08 09:31  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  在光催化反应中,催化剂表面的OH-基团的数目将直接影响催化效果。TiO2 浸入水溶液中,表面要经历羟基化过程。晶粒尺寸越小,粒子中原子数目也相应减少,表面原子比例增大,表面OH-基团的数目也随之增加,从而提高反应效率。由于量子效应,近年来,新的研究方向就是研制纳米半导体材料—纳米光催化剂。纳米光催化材料比一般光催化材料在促进光催化反应的活性作用上,光电催化氧化技术主要体现在2个方面。

光电催化氧化

  一、从光电催化氧化技术来看,氧化、还原作用的强弱取决于光生电子和空穴的浓度。显然,光催化剂颗粒尺寸越小,总表面积越大,光吸收效率越高,并且电子和空穴移动到表面的几率也越大。同时随着尺寸的减小,比表面积增大,表面电子态的活性增多,有利于对反应物的吸附,从而增大反应几率。

光电催化氧化

  二、从能带理论角度上分析,任何氧化电位在半导体价带电位以上的物质原则上都可以被光生空穴氧化。同理,任何还原电位在半导体导带以下的物质,光化学氧化法原则上都可以被光生电子还原。N型半导体材料,当其尺寸小于50 nm时,会产生所谓量子尺寸效应,使带间能隙增大,导带电位更负,价带电位更正,加强了光催化剂氧化、还原能力,提高光催化活性。如果TiO2 晶粒尺寸从30 nm 减小到10 nm 时,其光催化降解苯酚的活性提高了近45%。

光电催化氧化

  虽然光电催化氧化技术发展不是很完善,但由于其反应条件温和、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染,加之TiO2 化学稳定性高、无毒等优点,使光催化氧化技术仍是一项具有广泛应用前景的新型水污染处理技术。

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