光催化领域中的专业术语
抗菌测定国标标准
抗菌测定国标标准一、光催化抗菌材料及制品抗菌性能术语和定义微生物：细菌、病毒、真菌等微生物。
抗菌性能：光催化抗菌材料及制品对微生物的生长和繁殖的抑制能力。
防霉性能：塑料材料及其制品对霉菌生长和繁殖的抑制能力。
二、抗菌性能的评定抗菌率：在一定时间内，样品对微生物生长和繁殖的抑制率。
以百分比表示。
微生物死亡率：在一定时间内，样品对微生物的致死率。
以百分比表示。
抑菌环：在培养皿中，样品对微生物生长和繁殖的抑制圈。
以毫米表示。
最小抑菌浓度（MIC）：样品抑制微生物生长和繁殖的最小浓度。
以百分比表示。
最大耐受浓度（MCC）：样品对微生物的最大耐受浓度。
以百分比表示。
三、试验方法和试验报告试验样品：选取具有代表性的样品，切割成规定尺寸和形状，表面清洁干净。
试验菌种：选取具有代表性的微生物菌种，如细菌、病毒、真菌等。
试验方法：采用规定的试验方法，如抑菌环试验、最小抑菌浓度试验等。
试验条件：根据不同试验方法的要求，设置适当的试验条件，如温度、湿度、光照等。
试验报告：记录试验数据和分析结果，编写试验报告。
四、塑料材料及其制品的防霉性能测试样品准备：选取具有代表性的塑料材料或制品，切割成规定尺寸和形状，表面清洁干净。
试验菌种：选取具有代表性的霉菌菌种，如黑曲霉、黄曲霉等。
试验方法：采用规定的防霉性能测试方法，如砂浆盘法、三角瓶法等。
试验条件：根据不同试验方法的要求，设置适当的试验条件，如温度、湿度、光照等。
防霉等级评定：根据试验结果，评定塑料材料或制品的防霉等级。
催化剂常用术语
催化剂常用术语1.催化剂的活性是判断催化剂加速某化学反应能力高低的量度。
在工业生产中常以在一定反应条件下，单位质量（或体积）催化剂在单位时间内所生成的生成物质量来表示。
单位：g（生成物）/g（催化剂）·h2. 催化剂的选择性催化剂并不是对热力学所允许的所有化学反应都起催化作用，而是特别有效地加速平行反应或串联反应中的一个反应，催化剂对这类复杂反应有选择性的发生催化作用的性能。
3.催化剂的稳定性：可分为三种：1）耐热稳定性，一种良好的催化剂，应能在高温苛刻的反应条件下长期具有一定水平的催化性能；2）抗毒稳定性，催化剂对少量有害杂质毒化的抵制能力；3）活性组分的流失，催化剂组成中的某个或某些活性组分在长期使用过程中发生升华或者发生化学反应，形成有一定蒸气压的化合物而逐渐流失，致使催化剂的功能有所下降。
4.催化剂的比表面非均相催化剂一般是多孔性的固体，它不但有不规则的外表面，还有不规则的巨大内表面（由毛细管及微孔内壁组成），通常以1克催化剂所具有的总表面积（内表面+外表面）表示。
5.催化剂的比孔容1克多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积，ml/g。
6.催化剂的孔隙率多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积占催化剂颗粒体积的百分数。
7. 催化剂的寿命在实际反应条件下，可以保持其活性和选择性的时间。
8. 催化剂的中毒催化剂在使用过程中，如果其活性衰退是由于反应介质中存在杂质，或是由于催化剂是在制备时夹有少量杂质而引起的，称为催化剂中毒。
主要有两类：均匀吸附中毒和孔口中毒（选择性中毒）9.催化剂的活化钝化催化剂在投入实际使用之前，经过一定方法的处理，使之变为反应所需的活化态的过程。
10. 催化剂的失活在使用过程中由于中毒现象、积碳现象、半熔现象而使催化剂的活性逐渐下降。
光解、光触媒、光氧催化的区别
1.光解：光解是通过来紫外光冷燃烧的原理来处理废气，即UV+O3，通过强紫外光短波185nm 波长对废气分子进行裂解，打断分子链，同时产生大量的臭氧对废气进行氧化处理，因为其主要的氧化剂是臭氧（臭氧的氧化电位为2.07伏特），所以对一般有机废气成份处理有效果，但对结构稳定的原子有机物、卤化物不产生反应。
2.光量子：光量子从原理上跟光解其实是一样的，只是概念上的炒作，叫法不一样而已，在使用上也是通过紫外光短波185nm对废气分子进行电离，同时电离空气中的氧，从而产生游离氧，迅速结合成臭氧，对废气分子进行氧化达到处理效果，最终有效的氧化剂也是臭氧（臭氧的氧化电位为2.07伏特），处理的的范围跟光解是一样的，局限性比较大。
3.光触媒：光触媒是一种纳米级的半导体金属氧化物材料的总称，通过金属或陶瓷为载体，在光线的作用下产生催化降解功效，能够把空气当中低浓度的有毒有害成份降解为无毒无害成份，同时可以起到消毒杀菌的作用，具有除臭抗污的功能，一般都是通过低功率的紫外光源或太阳光直射产生催化氧化的效果，适合用作室内空气净化方面的治理，也是国际上比较适用的室内空气治理材料，但对高浓度的有机废气效果甚微。
4.光催化氧化：光催化氧化用作废气除臭的治理从原理上分为光催化、氧化两个单元。
4.1光催化单元的作用可分为两点：4.1.1对废气分子的活化：采用能量极高的强紫外线真空波作为驱动光源照射在废气分子上，让废气分子具备催化氧化的活性；4.1.2对催化剂的电子激发：紫外光真空波对催化剂的有效照射可激发催化剂产生电子-空穴对，可将空气中的水份和氧气进行电离生成负价的氢离子和氧离子，由于氢离子和氧离子极不稳定，在瞬间结合成氧化性极强的氢氧自由基（氢氧自由基的氧化电位为2.80伏特）和超氧离子自由基（超氧离子自由基的氧化电位为2.42伏特），由以上两点作用达到废气处理时必要光催化的效果。
4.2氧化单元的作用也分为两点：4.2.1超级氧化的氢氧自由基：氢氧自由基在瞬间产生，由于结构不稳定、氧化性极强，其持续的时间比较短，将近1秒钟，但这1秒钟的氧化完全可以称之为“超级氧化”，因为氢氧自由基的氧化对象几乎没有选择性，可以跟任何物质发生反应,在瞬间将结构稳定的多元多重分子降解为单元分子；4.2.2后续清洁的超氧离子自由基：超氧离子自由基的氧化作用是对氢氧自由基未完全来得及反应降解的单元分子进行后续的氧化降解，直至氧化还原为水和二氧化碳为止，超氧离子自由基对氧化反应的输助作用在氧化单元中堪称完美，以上可以看出光催化氧化在处理废气过程中有效的氧化剂是氢氧自由基本和超氧离子自由基,二者相辅相成，缺一不可。
光催化相关概念及基本测试技术
余火根 2011-5-20
半导体，导体，绝缘体
空带
空带/导带(CB)
禁带 禁带宽度
满带/价带(VB)
核方向
满带
CB
禁带 禁带宽度
VB
简化
半导体光催化反应原理
CB e (2) e
电子受体 :还原反应
UV or vis light
(1)
VB h (2) e
电子给体 :氧化反应
x = 0.022
60
x = 0.019
x = 0.014
40
x = 0.0081
x=0
20
0
200
400
600
800
Wavelength / nm
e
UV or vis light
h
(1) 样品UV-vis 曲线的本质是反应样品中的电子结构：有吸收说明电子发生跃迁
(2) 吸收值接近0，样品无吸收，说明此波段的光不能引起样品中电子的跃迁
热能
XRD
1 d
2 d
3
A
BC
θ Dθ
h
a’ b’ I
θ
θ1 θ2 θ3
衍射强度 (峰的高低)
衍射峰
半高宽
衍射角
(1) 一个物质有一系列的衍射峰 (通过衍射峰相对位置能确定样品是某一物质)
(2) 每一个峰对应的是物质的某一个晶面族 (3) 样品测试条件相同，峰强代表参与衍射的晶面多(样品结晶越好，晶面越完整，参
60
x = 0.019
x = 0.014
40
x = 0.0081
x=0
20
0
200
400
总结光催化
总结光催化光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物的方法. 这一技术不但在废水净化处理方面具有巨大潜能,在净化空气中存在的挥发性有机物方面也具有广阔的应用前景.由于光催化氧化分解挥发性有机物可利用空气中的O2 作氧化剂,而且反应能在常温常压下进行,在分解有机物的同时还能杀菌和除臭,所以特别适合于室内挥发性有机物的净化光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,就像植物的“光合作用”一样,吸收对动物有毒的CO2 ,利用光能转化为O2 及H2O. 光触媒充分利用T iO2 的强氧化能力利用光源进行催化反应(氧化还原反应) ,促进有机污染物的强效分解,使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的OH-及O-2 自由负离子,并且把有机污染物分解成无污染的CO2 和H2O.同时光触媒还具有抗菌、杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能. 由于光触媒是一种光催化剂,在氧化- 还原反应过程前后本身不发生变化,只是提供了反应的平台, 使氧化- 还原反应更加容易的发生,使用效果持续有效,喷施一次,不用维护有效期就可以达10年左右.T iO2 具有3 种晶体结构:锐钛矿型(Anatase) 、金红石型(Rutile) 、板钛矿型(Brookite) ,其中只有锐钛矿结构和金红石结构具有光催化特性. 相对而言,以锐钛矿结构的光催化能力更为稳定,活性更强超亲水性光触媒特有的亲水功能,应用于汽车玻璃可有效防止雨天结雾、挂珠,保持玻璃的干净明亮,有利于汽车安全驾驶建筑物窗玻璃、运输工具的窗玻璃、挡风玻璃及后视镜、浴室镜子、眼镜片测量仪器的玻璃罩等物品,在其表面涂敷一层纳米t薄膜时,即使空气中的水或蒸汽疑结,冷凝水也不会形成单个水滴而是扩散成均匀的水漠。
淋上雨水或水沫时,表面附着的水滴迅速形成均匀构水膜,不会形成影响视线的分散水滴,表面可维持高度透明性,可确保能见度及视野无毒性 2 ,其化学稳定性非常高,经美国食品药物管理局(F. D. A)认可,准许在口香糖、巧克力等食品中添加,TiO2 更广泛运用于化妆品及防晒用品中,可见其对人体是十分安全而无副作用的。
光催化tof
光催化tof光催化TOF指的是光催化反应的TOF（Turnover Frequency）计算，是光催化反应速度的重要参数之一。
光催化技术是利用光能作为催化剂催化化学反应的方法，能够实现“绿色化学”和“循环经济”的目标，因此具有重要的研究价值和应用前景。
光催化TOF是评价光催化反应速度的指标之一。
光催化反应需要光能，当光能被吸收后，电子会被激发到另一能级，形成电荷对。
光催化反应速度的快慢取决于光能的吸收效率、电荷对的转移效率、电荷对的复合效率等因素。
TOF是描述反应速率的指标，表示催化剂单位时间内能够完成多少次反应，即催化剂每单位时间能够催化完成的化学反应的次数。
光催化TOF一般使用单位时间内反应产物的摩尔数除以催化剂的摩尔数来计算。
例如，在所使用的催化剂浓度相同的情况下，单位时间内反应产物的摩尔数越高，则光催化TOF越高。
因此，TOF值越高，反应速率越快，催化剂的效率越高。
光催化TOF的计算方法比较简单，但在实际应用中，需要注意以下几个方面：1. 反应片段的长度和采样时间：反应片段的长度和采样时间对TOF值的测量结果有一定影响。
2. 化学反应的分类：不同催化反应之间的TOF值差异非常大，因为不同反应之间所涉及的反应机理和条件不同。
因此，进行TOF值的比较必须要是相同的反应类型，反应条件和催化剂。
3. 反应前的准备：在进行TOF值的测定之前，必须对催化反应的催化剂、反应条件和实验设备等进行充分的准备，并根据需要对其进行优化。
4. 采用合适的检测方法：TOF值的测定通常需要通过检测反应产物的摩尔数，并通过计算来确定TOF值。
因此，在进行测定之前，必须选择合适的检测方法，并确保测定结果的准确性和精度。
光催化TOF是评价光催化反应速度的一个重要指标，可用于评价催化剂的活性和效率，具有很高的研究和应用价值。
未来，随着科学技术的不断发展，光催化技术将在化学、环境保护、能源和材料学等领域中发挥重要的作用。
光催化剂
光催化剂概述第一篇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。
世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、二氧化锆(ZrO2)、硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。
在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。
二氧化钛是一种半导体，分别具有锐钛矿(Anatase)，金红石(Rutile)及板钛矿(Brookite)三种晶体结构，其中只有锐钛矿结构和金红石结构具有光催化特性。
二氧化钛是氧化物半导体的一种，是世界上产量非常大的一种基础化工原料，普通的二氧化钛一般称为体相半导体以与纳米二氧化钛相区分。
具有Anatase或者Rutile结构的二氧化钛在具有一定能量的光子激发下[光子激发原理参考光触媒反应原理]能使分子轨道中的电子离开价带(Valence band)跃迁至导带(conduction band)。
从而在材料价带形成光生空穴[Hole+]，在导带形成光生电子[e-],在体相二氧化钛中由于二氧化钛颗粒很大，光生电子在到达导带开始向颗粒表面活动的过程中很容易与光生空穴复合，从而从宏观上我们无法观察到光子激发的效果。
催化原理_基本概念和常用术语
基本概念和常用术语1. 活性：指物质的催化作用的能力，是催化剂的重要性质之一。
选择性：指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。
用来描述催化剂上两个以上相互竞争反应的相对速率（催化剂的重要性质之一，指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。
）比活性：比活性（单位表面反应速率）,取决于催化剂的组成与结构分散度：指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数占该组分在催化剂中原子总数的比例，即D=ns（A）/nt（A）。
TOF ：单位时间内每摩尔催化剂（或者活性中心）上转化的反应底物的量。
2. 空速：指单位时间内通过单位质量（或体积）催化剂的反应物的质量（或体积）WHSV ：每小时进料的重量（液体或气体））/催化剂的装填重量空时收率：以“空时”作为时间的基准来计量所获得产物的收率。
对于大多数反应器，物料在反应器中的停留时间或反应时间是很难确定的。
在工程上经常采用空间速率的倒数来表示反应时间，称为“空时” 。
空时收率大，表示过程和反应器有较高的效率。
3. 化学吸附：过电子转移或电子对共用形成化学键或生成表面配位化合物等方式产生的吸附。
表面覆盖率：指单层吸附时，单位面积表面已吸附分子数与单位面积表面按二维密堆积所覆盖的最大吸附分子数之比。
朗格缪尔（Langmuir ）吸附：1916 年，朗格缪尔从动力学的观点出发，提出了固体对气体的吸附理论，称为单分子层吸附理论，该理论的基本假设如下：（1）固体表面对气体的吸附是单分子层的；（2）固体表面是均匀的，表面上所有部位的吸附能力相同；（3）被吸附的气体分子间无相互作用力，吸附或脱附的难易与邻近有无吸附分子无关；（4）吸附平衡是动态平衡，达到吸附平衡时，吸附和脱附过程速率相同。
定位吸附：被吸附物从一个吸附中心向另一吸附中心转移需克服能垒。
当吸附物不具有此能垒能量时不能向另一吸附中心转移，即为定位吸附。
非定位吸附：若固体表面上不同区域能量波动很小，没有吸附中心，被吸附物在表面上的转移不需克服能垒，即为非定位吸附。
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光催化领域中的专业术语
光催化领域中的专业术语
一. 半导体与电解液界面有关的概念
表面能带弯曲:由于表面分子或离子的吸附形成的表面电荷势或者由于表面缺陷而形
成相对于体内的不同的电势分布, 而导致半导体的导带和价带在表面发生弯曲的现象.
积累层:由于半导体的表面能带弯曲而使得半导体的多数载流子积累到半导体的表面
附近, 这层就叫做积累层. 在电解液一侧则会吸附带相反电荷的离子层. 耗尽层:对n 型半导体而言, 由于表面能带向上弯曲. 在表面层附近出现多数载流子的损耗,. 这层叫耗
尽层
反型层:由于能带弯曲而使表面的费米能靠近体块材料的少数载流子的能带, 这就是
得表面的少数载流子的浓度高于多数载流子的浓度, 形成了与体内相反的现象.
空间电荷区:由于半导体和电解液两边电子的化学势不同, 而引起电荷的迁移, 而形
成内建电场, 从而使半导体内靠近表面的区域出现多余的电荷. 这一区域叫空间电荷区.
亥姆赫兹层:由于固体表面电荷的吸引, 电解液中的带相反电荷粒子, 其距离与离子
的半径相当.
扩散层:在电解液一侧, 由于热扰动非均匀的吸附原子, 分子或离子, 这层可由亥姆
赫兹层到体电解液
.
二. 半导体的光学性质有关的概念
费米能级:固体或电解液中电子的化学势. 半导体在光照的条件下费米能会分裂成两
个准费米能级, 电子和空穴的费米能级. 电子的费米能及在导带下面靠近导带的位置, 而空穴的费米能及则在价带上面靠近价带的位置, 光强越强, 则费米能分裂的越大. 费米能在禁带中的位置决定了光生自由载流子的浓度.
平带电势:是指在半导体和电解液的界面, 没有多余的电荷存在, 没有电场和空间电
荷区, 以至于半导体的导带和价带不发生能带弯曲, 此时半导体的电极电势即为平带电势.
本征表面缺陷:表面点缺陷, 线缺陷, 面缺陷. 如表面的氧空位等.
非本征表面缺陷:半导体表面非化学式计量比引起的缺陷或者由于任何种类的吸附,
这些非本征表面缺陷在异质光催化中非常重要角色. 它们是光催化反应中心. 在光催化剂的表面层附近的表面缺陷和体缺陷起了吸收光和产生载流子的作用. 也能起到捕获载流子
形成复和中心的作用. 因此, 影响光催化剂表面的光生载流子的浓度, 从而影响光催化反应的效率.
表面态:由于晶体的自由表面的存在使其周期性发生中断, 从而在半导体禁带中形成
表面能级. 以及由于表面的缺陷和吸附其他的原子也可以形成表面态. 深能级陷阱:在半
导体的带隙中, 它与半导体的导带和价带的能级差比再给定温度下由于固体的热激发能大得多. 主要的衰减途径是复合异号的载流子或者是光离化.
色心:在半导体中吸附带相反电荷的长寿命的深陷阱. 随着光照的延长色心不断增加, 而形成非本征的吸收带.(光致变色), 在一般温度下色心的衰变是通过光离化形成自由载
流子和空的陷阱. 光催化活性态可以理解成表面色心. 半导体的F,V 色心可以理解成介稳态的光催化活性态.
光的穿透深度:吸收系数的倒数. 通常认为是当光谱辐射能量减少到入射能量的1/e
时穿过固体的深度叫做穿透深度. 在半导体中, 它决定了半导体空间电荷区, 在这个区内激发载流子.
三. 与光催化动力学过程有关的概念
吸附:分子, 原子, 或离子与固体表面产生物理化学相互作用而吸附在固体表面的现象, 分别为物理吸附和化学吸附.
物理吸附:固体表面通过物理相互作用而吸附的原子, 分子和离子的现象. 通常是van der Waals力, 偶极相互作用.
化学吸附:固体表面通过化学相互作用而吸附的原子, 分子和离子的现象. 通常在表
面与吸附物之间形成化学建, 因此比物理吸附更牢固.
光吸附中心:由于光激发而使催化剂的表面吸附分子原子或者离子, 一般是化学吸附, 这些吸附点就是光吸附中心
光脱附:由于光量子的参与而导致的催化剂表面吸附物的脱附. 表面光吸附中心的活
化态:电子被激发的表面中心或者捕获光生载流子的表面中心. 与孤立的原子, 分子或者
固液, 固气中的离子或者形成化学吸附层的固液界面相互作用. 光催化中的催化点:发生
化学反应的点, 在异质光催化中活性点浓度通常是未知的, 所以用这个术语来描述是很困难的. 一般假设活性点分布在光催化剂的整个表面. 因此, 一般用每单位面积的活性点来表述, 这个面积使用BET 比表面积. 表面光催化中心的活化态:表面中心的电子被激发或者捕获光生载流子, 这些表面中心与界面处的原子, 分子或离子相互作用形成产物或者中间物质.
光催化活性中心的失活:对固体催化剂而言, 由于任何物理转变而引起的光催化活性
态到非活性态的变化. 如果光催化活性中心是激发态, 则主要通过辐射或非辐射而转变成
低能态. 然而, 如果活性中心是由光生载流子阱形成的激发态, 它的失活可能热离化, 光离化, 异号自由载流子的复合这种情况在固体物理中被描述为深陷阱, 这是一种复合中心.
四. 光催化活性评价有关的概念
AM (air mass) :太阳在任何位置与在天顶时，日射通过大气到达观测点的路径之比 .
AM (1) 太阳光:太阳垂直地球表面的太阳辐照度
类黑体光催化反应器:一个球状或者柱状的反应器, 来确定粉末样品的光催化反应的
量子产率, 这个反应器包括一个装粉末样品的腔体(腔体内壁假设是全反射的) 和一个可
让光照射到粉末表面的窄窗口. 入射光子几乎全部被粉末全部吸收. 量子产率:在一定的
波长下. φ(λ)=某一给定产物生成的量/吸收的光子数, 作用光谱:在同样的光强照射下, 单位数量的入射光子引起的生物的或化学的光响应与入射光波长的关系, 又叫做谱响应或者谱敏感性. 精确的谱响应使用量子效率随光波长的关系来表征的. 为了确定光催化剂的活性谱与作用光谱的对应关系, 在全波段范围内反应速率随光强的线性依赖型必须是确定的. 因为光强度的变化会引起化学响应的变化, 从而使作用光谱发生变化.。