二氧化钛光催化，二氧化钛作为光催化材料有哪些特征求解答

来源：整理时间：2023-06-13 06:58:35 编辑：去装修手机版

本文目录一览

1，二氧化钛作为光催化材料有哪些特征求解答
2，为什么用二氧化钛作为光催化材料
3，二氧化钛光催化反应机理
4，纳米二氧化钛的光催化机理是什么

1，二氧化钛作为光催化材料有哪些特征求解答

二氧化钛（化学式：2113TiO2），白色固体或粉末状的两性氧化物5261，分子量：79.83，是一种白色无机4102颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮1653度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛专白的粘附力强属，不易起化学变化，永远是雪白的。

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2，为什么用二氧化钛作为光催化材料

为什么用二氧化钛作为光催化材料通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思,光触媒顾名思义就是光催化剂.催化剂是加速化学反应的化学物质,其本身并不参与反应.光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称.光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术,在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂.典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素,在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物.总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术,用于环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域.

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3，二氧化钛光催化反应机理

作用机理 ZXL-001纳米二氧化钛光催化反应机理：纳米TiO2光催化降解机理共分为7个步骤来完成光催化的过程：1、 TiO2 + hv→ eˉ+ h+2、 h+ + H2O→OH + H+3、 eˉ+ O2→OOˉ4、 OOˉ+H+ →OOH5、 2OOH → O2 + H2O26、 OOˉ+ eˉ+ 2H+ →H2O27、 H2O2 + eˉ→OH + OHˉ8、 h+ + OHˉ→OH当一个具有hv能量大小的光子或者具有大于半导体禁带宽度Eg的光子射入半导体时，一个电子由价带(VB)激发到导带(CB)，因而在导带上产生一个高活性电子（eˉ )，在价带上留下了一个空穴(h +)，形成氧化还原体系。溶解氧及水和电子及空穴相互作用，最终产生高活性的羟基。OHˉ、O2ˉ、OOHˉ自由基具有强氧化性，能把大多数吸附在TiO2表面的有机污染物降解为CO2、H2O，把无机污染物氧化或还原为无害物。杀菌机理 ZXL-001纳米二氧化钛具有很强的光催化杀菌作用。通过对纳米TiO2光催化杀灭革兰氏阴、阳性细菌的致死曲线进行对比、常规培养验证和透射电镜观察得出结论：纳米TiO2光催化灭菌首先是从细菌细胞壁开始，其产生的自由基能破坏细胞壁结构，使细胞壁断裂、破损，质膜解体，然后进入胞体内部破坏内膜和细胞组分，使细胞质凝聚，导致细胞内容物溢出，可出现菌体空化现象。从而证实了纳米TiO2的抑菌机理是在光催化作用下，纳米TiO2禁带上的电子由价带跃迁到导带，在表面形成高活性的电子-空穴对，并进一步形成·OHˉ、 ·O2ˉ、·OOHˉ通过一系列物理化学作用破坏细菌细胞，从而杀灭细菌。

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4，纳米二氧化钛的光催化机理是什么

纳米二氧化钛光生空穴的氧化电位以标准氢电位计为3.0 V，比臭氧的2.07 V 和氯气的1.36 V高许多，具有很强的氧化性。高活性的光生空穴具有很强的氧化能力，可以将吸附在半导体表面的OH-和H2O 进行氧化，生成具有强氧化性的·OH [20]。从几种强氧化剂的氧化电位大小顺序：F2>·OH>O3>H2O2>HO2·>MnO4->HCLO>Cl2>Cr2O72->·ClO2，可以看出·OH 具有很高的氧化电位，是一种强氧化基团，能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物。同时，空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机污染物中的电子，使原本不吸收光的物质被直接氧化分解。在光催化反应体系中，这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时作用，对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度视具体情况有所不同。另一方面，电子受体可直接接受光生半导体表面产生的高活性电子而被还原。环境中的某些特定污染物—有毒金属，如Hg2+、Ag1+、Cr6+、Cu2+等也能接受光生半导体表面产生的高活性电子而被还原成无毒的金属分子。纳米二氧化钛光催化反应过程： ·OH+ dye → 染料降解 8-25 TiO2（h+）+ dye →·dye+ →染料氧化 8-26 Mx++xTiO2（e-）→M0 8-27 Mx++y TiO2（e-）→M(x-y) + (x>y) 8-28 从以上纳米二氧化钛光催化反应过程可知，在光催化反应体系中，表面吸附分子氧的存在会直接影响光生电子的转移，如式8-5～8-8，影响反应高活性自由基和反应中间体·OH、·O2-、HO2·、H2O2 的生成、光催化氧化反应速率和量子产率。向半导体光催化体系内通入氧气可加快有机物的降解速率，因为当溶液中有O2 存在时，光生电子会和O2 作用生成·O2-，进而与H+作用生成HO2·，最终生成·OH氧化降解有机物[21]。在这诸多氧化性物质共存的反应体系中，由于催化剂的表面有大量的羟基存在，因此在液相条件下光催化反应主要通过羟基自由基反应降解有机污染物。