二氧化钛光催化降解作用的研究综述
光催化 降解 综述
光催化降解综述光催化降解是一种利用光催化材料在光照条件下促进有害物质降解的技术。
近年来，随着环境污染问题的日益严重，光催化降解在环境领域得到了广泛应用和研究。
光催化降解技术的原理是通过光催化材料吸收光能，激发电子跃迁，产生活性中间体或自由基，并与有害物质发生氧化还原反应，最终将有害物质转化为无害物质。
光催化材料通常是一种半导体材料，如二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO），它们具有良好的光催化性能。
在光催化降解过程中，光照条件是至关重要的。
光照强度和光照时间的选择会直接影响降解效果。
一般来说，较高的光照强度和足够的光照时间可以提高降解效率。
此外，光照的波长也会影响光催化降解的效果。
光催化材料对不同波长的光照的吸收能力不同，因此选择适当的光源和光照波长也是提高降解效率的关键。
光催化降解技术具有许多优点。
首先，光催化降解不需要添加大量的化学试剂，可以减少化学污染。
其次，光催化降解是一种非常温和的处理方法，不会产生高温或高压的条件，对被处理物质的损伤较小。
此外，光催化材料可以重复使用，具有良好的稳定性和可重复性。
光催化降解技术在环境治理中具有广泛的应用前景。
它可以应用于水污染治理、空气污染治理和土壤修复等领域。
在水污染治理中，光催化降解可以有效地去除水中的有机污染物和重金属离子。
在空气污染治理中，光催化降解可以降解空气中的有机污染物和有害气体。
在土壤修复中，光催化降解可以降解土壤中的有机污染物，恢复土壤的肥力和生态功能。
然而，光催化降解技术也存在一些挑战。
首先，光催化降解的过程受到光照条件的限制，天气条件的变化会对降解效果产生影响。
其次，光催化材料的选择和制备对降解效果有很大的影响，需要进一步研究和改进。
此外，光催化降解的机理还不完全清楚，需要进一步深入研究。
光催化降解作为一种环境友好的治理技术，具有广阔的应用前景。
随着对环境污染问题的重视和研究的深入，相信光催化降解技术会得到进一步的发展和应用。
我们希望通过光催化降解技术，能够有效地改善环境质量，保护我们的生态环境。
二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究
二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究近年来，环境污染问题成为了人类面临的最严重的问题之一。
其中，有机污染物的排放和处理成为了关注的焦点。
一方面，现有的处理技术难以完全降解这些有机物，另一方面，处理成本和能源消耗巨大。
在这个背景下，二氧化钛光催化技术成为了一种重要的选择。
本文通过概述二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及应用研究，探究这种技术的优点、不足以及未来发展方向。
一、二氧化钛光催化降解有机污染物的原理二氧化钛是一种半导体材料，在光照下能够产生电子空穴对，这种电子空穴对可以与周围的水和氧分子发生反应，形成活性氧种，如羟基自由基（·OH）。
这些活性氧种能够对有机物进行氧化反应，分解有机物分子，并最终降解为水和二氧化碳等无害物质。
二、二氧化钛光催化降解有机污染物的应用研究二氧化钛光催化技术已经被广泛应用于水和空气的治理领域。
在水处理领域，研究表明，该技术可以有效地去除水中的有机物和重金属。
通过加入二氧化钛催化剂和光源，可以在短时间内将水中的有机污染物转化为无害的水和二氧化碳等。
例如，在中国的一个煤化工厂污水的处理中，利用二氧化钛光催化技术，将COD（化学需氧量）含量从500mg/L降至20mg/L，去除率高达96%。
在空气净化领域，二氧化钛光催化技术可以降解空气中的有机污染物和氮氧化物等。
三、二氧化钛光催化技术的优点和不足相较于传统的水和空气净化技术，二氧化钛光催化技术具有诸多优点。
例如：1. 高效能：该技术可以在较短时间内将有机物转化为无害物质，效率高。
2. 对污染物的选择性较高：该技术对不同类型的有机物的降解效率有一定的差异，对不同类型的污染物有更好的选择性。
3. 呈现环保特性：该技术无需添加任何化学试剂，不产生二次污染，能有效保护环境。
然而，二氧化钛光催化技术仍然存在一些不足之处，例如：1. 催化剂的失活问题：在实际运用过程中，二氧化钛催化剂很容易因为污染、损毁等问题失活，导致技术效率降低。
二氧化钛在光催化中的应用研究
二氧化钛在光催化中的应用研究随着环境污染的日益加剧，寻找解决环境问题的新方法和新技术是当今社会发展的趋势。
其中，利用光催化技术处理污染物已经成为一个备受关注的领域。
在这一领域中，二氧化钛是一种非常重要的光催化材料，其在废水处理、空气净化等领域中有着广泛的应用。
一、二氧化钛的物理化学性质二氧化钛是一种具有富勒烯结构的金黄色晶体。
它的晶格结构是正交晶系，空间群为Pbnm，晶胞参数是a=4.593Å、b=2.958Å、c=9.183Å。
二氧化钛的电子结构和化学反应性质与硅酸盐类似，它的化学性质相对稳定，在常温常压下不被酸和碱侵蚀，也不被水分解。
但是，在搭载光子的情况下，它的电子结构会发生变化。
二、二氧化钛光催化原理二氧化钛在吸收光子的作用下会形成电子空穴对，这些电子空穴对会与周围的氧分子反应，从而产生氧化剂（如·OH），这些氧化剂能够加速有机污染物的分解和去除。
此外，二氧化钛的光催化性能还与其具有高表面积、光催化活性较高等因素有关。
三、二氧化钛在废水处理中的应用在废水处理中，二氧化钛作为一种高效的光催化剂，能够提高处理效率和降低处理成本。
通过将二氧化钛与可分解的有机污染物接触，这些有机污染物会经过一系列的光催化反应而被分解为无毒的无机物质。
与传统的水处理方法相比，使用二氧化钛光催化处理废水更加环保、高效且成本低廉。
四、二氧化钛在空气净化中的应用随着城市化的发展，空气污染问题越来越受到关注。
二氧化钛在空气净化中也有着广泛的应用。
通过将二氧化钛搭载在高表面积的载体上，制成光催化剂，可以有效地去除空气中的有害气体和污染物。
例如，使用二氧化钛光催化剂可以将空气中的二氧化硫转化为无害的二氧化硫和水，同时能够分解有机物质和氮氧化物。
五、研究前景和挑战随着科技的发展，二氧化钛在光催化领域的应用前景非常广阔，尤其是在废水处理和空气净化领域。
然而，二氧化钛光催化剂的应用也面临着一些挑战，例如光催化剂的合成、光催化剂的稳定性和光催化剂的效率等等。
二氧化钛光催化降解塑料研究进展
二氧化钛光催化降解塑料研究进展近年来，塑料污染成为全球环境的重要问题之一、随着经济的快速发展和人口的增加，塑料垃圾的产生呈现出急剧增加的趋势。
而传统的塑料处理方法往往效果较差，并且对环境造成了很大的压力。
因此，寻找一种高效、环保的塑料降解方法成为了一个紧迫的课题。
近年来，光催化技术在环境治理领域得到了广泛应用。
二氧化钛作为一种重要的光催化剂，具有较高的光催化活性和化学稳定性，因此被广泛应用于降解有机污染物、净化废水等领域。
同时，二氧化钛光催化降解塑料也成为一个研究的热点。
二氧化钛能够通过光催化反应将光能转化为化学能，从而引发有机物的氧化降解。
这是因为二氧化钛具有较高的价带和较低的导带能级，而塑料具有较高的导带能级和较低的价带能级，因此塑料能够与二氧化钛形成电子-空穴对，并引发光催化反应。
研究表明，二氧化钛光催化降解塑料的过程中主要存在三个步骤：吸附、电子转移和化学反应。
首先，塑料颗粒会吸附在二氧化钛表面，然后塑料颗粒会从固体相上释放出来，并与二氧化钛表面的活性位点发生电子转移。
最后，塑料颗粒在电子转移的作用下发生氧化、光解等反应，从而完成降解过程。
然而，二氧化钛光催化降解塑料研究仍面临着一些挑战。
首先，目前对于光催化降解塑料的机理研究还不够深入，需要进一步探索光催化降解的反应路径和产物。
其次，二氧化钛光催化降解塑料的效率还不够高，需要提高二氧化钛的光催化活性和稳定性。
此外，目前的研究多集中在实验室尺度上，还需要进一步研究二氧化钛光催化降解塑料的工程应用。
为了提高二氧化钛的光催化活性，一些研究人员采取了改性二氧化钛的方法。
例如，将银纳米颗粒负载到二氧化钛表面，可以显著提高二氧化钛的光催化活性。
此外，还有人通过改变二氧化钛的晶相、粒径和表面形貌等方法来提高其光催化性能。
同时，一些研究还探索了光催化剂的组合使用，如将二氧化钛与其他半导体材料组合使用，以增强光催化降解塑料的效果。
总的来说，二氧化钛光催化降解塑料是一项有巨大潜力的研究课题。
二氧化钛光催化降解有机物研究概况
２ ０ １ ５年第 ２ ２卷 第 ２期 互 连接 方式 的不 同［ ６ － ７ １ 。
化 工生产 与 技术
Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
随着工 业化 进程 的加快 ，大 量 的难降解 有 机污
染 物 随着废 水或 废气 排放 到环境 中 ，对人 类健 康造
成 了严 重威 胁 。 工业废 水废 气成 分 复杂 ． 仅仅依 靠 常
由基 （ ・ Ｏ Ｈ） ， 而 导带 上 的光 生 电 子可 以 与催 化 剂 表
面 吸附 的氧作 用 。Ｔ ｉ Ｏ 光催 化 反应机 理 可 以用方 程 （ １ ） ～ （ ７ ） 表示 （ Ｍ 为金 属离 子 ） ［ ５ １ 。
Ｔ ｉ Ｏ ２ ＋ ｈ — ｈ ＋ ｅ 一 ， ｈ 十 ｅ 一 一 热量 ． （ １ ） ｆ ２ ）
规 处理 方法 （ 沉淀 、 过滤 、 吸附和 生物 氧化等 ） 很 难 有
效 去 除难 降解有 机污 染物… 。 自１ ９ ７ ２年 Ｆ ｕ ｊ ｉ ｓ ｈ ｉ ｍ ａ发
２ 影响 Ｔ ｉ Ｏ 光 催化 降解 污 染 物 的 因素
２ ． １ 催 化 剂
Ｔ ｉ Ｏ 通常 有 ３种 晶型结 构． ， 即板钛 矿 型 、 锐 钛 矿 型和 金红 石型 ， 其 中板 钛矿 型是 一种亚 稳 相 ， 结 构 不 稳定 ， 不具 备 光催化 活性 ； 后 ２种 晶型具 有 光催 化 活 性， 且锐 钛矿 型 比金 红石 型光催 化 活性 高 ， ２者 均 属 于 四方 晶系 ， 区别 在于［ ｒ ｒ ｉ Ｏ ６ １ 八 面体 的 畸变 程度 和 相
现Ｔ ｉ Ｏ ： 电极 上能 发 生 光 电解 水 现 象 ， １ ９ ７ ６年 Ｃ ａ ｒ ｅ ｙ
二样化钛光催化降解
二样化钛光催化降解二样化钛光催化降解是指利用光催化作用，将二氧化钛引入反应体系内，使其吸收紫外线，产生电子和空穴，引发氧化还原反应，从而实现对有害污染物的降解和去除的过程。
下面将就二氧化钛光催化降解的原理、应用以及存在的问题进行分析。
一、原理二氧化钛光催化降解的原理主要是利用光催化作用，通过紫外线照射使二氧化钛表面产生够强的氧化还原能力，引发下面的反应：①电子与空穴的复合反应TiO2（hv）→TiO2（e-）+TiO2（h+）②还原反应TiO2（e-）+O2→O2（-）+ TiO2③氧化反应TiO2（h+）+H2O→·OH+H+总反应TiO2（hv）+H2O+O2→TiO2+·OH+H+因此，可以看出，二氧化钛污染物光催化降解的过程中，是通过使用紫外线照射二氧化钛表面，产生电子和空穴，使得有害污染物受到氧化还原反应，将污染物转化成易于分解的无害物质。
二、应用二氧化钛光催化降解在环境污染治理中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1、空气净化二氧化钛光催化杀菌技术，可有效去除甲醛、苯、一氧化碳等有害物质及各类细菌病毒，具有不升温，无二次污染的特点。
2、水处理二氧化钛光催化降解技术可用于水处理、净水深度处理等环节，可以有效去除PH值，COD、BOD、有机污染物、色度等有害物质。
3、光催化氧化反应二氧化钛光催化也可以应用在光催化氧化反应中，如环境污染物降解、催化还原、光解制氢等反应中。
三、问题尽管二氧化钛光催化降解具有多种优势，但在应用过程中也存在一些问题：1、对光的选择性较高二氧化钛对光的选择性较高，在某些特定光照下有较好的催化效果，但一般情况下采用可见光黑色不好产生够强的光催化作用，需要添加一些其他物质来辅助催化效果。
2、人工制备工艺复杂制备高质量的二氧化钛催化剂需要经过一系列复杂的人工处理，烧结温度、时间、添加物的比例等因素都会影响到催化效果。
此外，粉钛催化剂在反应后需要进行回收处理，而这也是制约其工业化应用的主要难点之一。
二氧化钛光催化降解废水的研究及机制探讨
二氧化钛光催化降解废水的研究及机制探讨随着科技进步和工业化的发展，水污染问题日益突出，水质恶化严重威胁人类健康和生态环境。
如何高效地处理和净化水资源成为了当今重要的热点话题。
近年来，二氧化钛光催化降解废水技术被广泛应用于废水处理领域，成为一种受关注的新型水净化技术。
二氧化钛(TiO2)作为一种广泛存在于自然界中的物质，其外表面电荷和显著的光致化学反应活性质一直得到人们的关注。
众所周知，TiO2在紫外线照射条件下能够催化氧化矿化有机物质和杀灭微生物，因此成为一种广泛应用的环境净化材料。
而这种活性背后的机制主要是由TiO2表面捕获光子所产生的电子空穴对导致。
如何实现光催化的高效率和高选择性是TiO2光催化研究的重点难点问题。
在研究过程中，人们发现β－FeOOH相作为一种TiO2光敏化剂，其能够较好地延长TiO2的谱响应范围，提高催化效率。
然而，光敏化剂的添加对催化剂的稳定性和再生能力有一定影响。
为了研究TiO2催化降解有机化合物产生的中间产物、释放的活性氧物种和反应机制等问题，科学家们采用光电化学、微红外光谱等多种手段进行了研究。
研究表明，二氧化钛的光催化产生的反应物种主要有氧化物自由基(O2-)和氢氧自由基(-OH)，这些物种在水中有极强的氧化能力，从而促进了废水中有机物的降解。
此外，人们还发现了光催化废水降解过程中存在的一些问题，如：在降解废水过程中生成一些难以降解的有机物而可能成为继续污染的源头；催化剂的稳定性和利用率问题；光源条件等。
针对上述问题，研究者们提出了一些解决途径：如通过催化材料组合应用、光-电-化联合技术开展智能化调节等。
同时，一些研究也表明，针对不同的废水处理问题，选择不同性质的光催化材料或添加其他辅助物质都可以提高废水降解的效率。
总之，二氧化钛光催化降解废水技术作为一种环保、高效、低成本的水处理技术，具有广泛的应用前景和研究价值。
在后续的研究中，应重点研究如何优化循环再生利用催化材料，达到资源节约和减轻环境污染的目的。
二氧化钛作为光催化剂的研究
二氧化钛光催化剂的研究进展1972年，A.Fujishima 等首次发现在光电池中受辐射的TiO2，表面能持续发生水的氧化还原反应，这一发现揭开了光催化材料研究和应用的序幕。
1976年J.H.Carey等报道了TiO2水浊液在近紫外光的照射下可使多氯联苯脱氯。
S.N.Frank等也于1977年用TiO2粉末光催化降解了含CN-的溶液。
由此，开始了TiO2光催化技术在环保领域的应用研究，继而引起了污水治理方面的技术革命。
近十几年来，随着社会的发展和人们对环境保护的觉醒，纳米级半导体光催化材料的研究引起了国内外物理、化学、材料和环境等领域科学家的广泛关注，成为最活跃的研究领域之一一。
TiO2是一种重要的无机材料，其具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能。
以TiO2做光催化剂的非均相光催化氧化有机物技术越来越受到人们的关注，被广泛地用来光解水、杀菌和制备太阳能敏化电池等。
特别是在环境保护方面，TiO2作为光催化剂更是展现了广阔的应用前景。
但TiO2的禁带宽度是3.2eV，需要能量大于3.2eV的紫外光（波长小于380nm）才能使其激发产生光生电子-空穴对，因此对可见光的响应低，导致太阳能利用率低（只利用约3〜5%勺紫外光部分）。
同时光生电子和光生空穴的快速复合大大降低了TiO2光催化的量子效率，直接影响到TiO2光催化剂的催化活性。
因此，提高光催化剂的量子效率和光催化活性成为光催化研究的核心内容。
通过科学工作者对二氧化钛的物质结构、制备方法、催化性能、催化机理等方面的深入系统的研究，这种快速高效、性能稳定、无毒无害的新型光催化材料在废水处理、有害气体净化、卫生保健、建筑物材料、纺织品、涂料、军事、太阳能贮存与转换以及光化学合成等领域得到了广泛应用。
1 TiO2光催化作用机理“光催化”从字面意思看，似乎是指反应中光作为催化剂参加反应，然而事实并非如此。
光子本身是一种反应物质，在反应过程中被消耗掉了，真正扮演催化剂角色的却是TiO2。
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＿ 化 钦 光 催 化 降 解 作 用 的研 究综 述 ／ 世 杰 等 二氧 方
活 圳。
・３ ３・
４ ６Ｔ Ｐ的影响 。 ． Ｃ 他们发现 ， 在低 ｐ 时， Ｐ在 ＴＯ 面的 Ｈ ＴＣ ｉ 表 吸 附是 可逆 的， ｐ 从 ３８增 大到 ６８时， 应速率增 大 ， 当 Ｈ ． ． 反 其 原因是 由 于 ＯＨ一 浓度 的增大 。Ｈ ａｈｒＭ． ｏｅ ａ ｅ ｔｅ Ｃ ｌｍ ｎ在 对 １ ０ｓｒｄｏＥ ７ ｅｔａｉｌ 的研 究 中指 出，Ｈ＝７时 ， ｐ 降解 速率形成 峰 值， 当ｐ 而 Ｈ＞ １ ０时 ． 降解速率 叉迅速增 大， 这是 由于 不同 的
原 因所 致 。
１５ 光 催化 作用 的影响 因素 ．
（ ） Ｏ 纳 米 粒 子 的 结 构 与 性 质 对 催 化 作 用 的 １ Ｔｉ
影 响
晶型 的影响ｍ。］ 二氧化钛有三种晶型 ： 锐钛矿型 、 金红 石型和板钍 矿型。有光催化 作用的 主要是锐钍矿型 和金红石 型 ， 中锐钛 矿型 活性 较高 ， 是 由于其带 隙能 （． ｅ 较 其 这 ３ ２ Ｖ） 大， 而对于半导体的光活性来说 ， 隙能越大 ， 应活性越高。 带 反 当锐钛 矿与金 红石 的质量 比为 ７： ３时 ， 光催化 降解效 率最 高。 许多研 究者认为金红石具有催化惰性或者说 比Ｔｉ 小 Ｏ 有 得多的活性 ， 然而 其他人发 现金红 石对于特定 的基质有选择 性 的活 性 。 温 煅 烧 （ ≥ ８ ０ｃ 的金 红 石在 ４氯 酚 的氧 化条 高 Ｔ ０。 ） 件下呈现 出光活性 。然而 ， ｏ ｎ ｃ 认 为以金 红石形式出 Ｄ ｍｅ ｅｈ 现的 ＴＯ。 ｉ 比锐钍矿形式的 Ｔｉｚ Ｃ 的氧化中有更好 的光 Ｏ 在 Ｎ 催 化性 Ｔ ｎｋ ａ ａ ａ等 指 出， 般烧的人工合成锐钛矿 要比 Ｐ ５ ２
法可以 明显地抑翩重组和将 已分离的 电于和空亢的寿命提 高 到纳米级 以上的程度 。这 些方｛ 击有通过半 导体中的缺 培结 构 俘获载流 子 、 减小 半导体粒度 、 在半导体 中掭 加金属 、 掺杂 或 复合其它半导体等等
的 ＴＯ 上可 保持 持续发生水的氧 化还原反应并产 生氢以 来， 半导体光催 化得 到了进一步的研 究。近期 ， 他和他的研 究
在光催化氧化过程中 ， 纳米 ＴＯｚ 在 ｉ 表面担载高恬性 的贵 金属 ［，］如 Ａｇ Ａｕ Ｐ 、ｄ Ｎｂ等 ， ｚ３ ， ４４ 、 、ｔＰ 、 是一种有效提 高 ＴＯ２ ｉ 光 活性的方法 。 这些分散 在纳米 Ｔ Ｏ 表面的金属对光生电子有 ｉ。 较 强的吸弓 力， ｆ 有利于 光生 电子 向 Ｔｉ 面迁 移， Ｏ 表 从而阻 止 了光生 电子和空穴 的简单复合 魏宏斌 等采用光化学沉积 法， Ａ 将 ｇ和 Ｐ 担载在 Ｔ Ｏ 膜上 ， １ ｉ 催化活性大大提 高。岳林
璃 、 和 Ｉ 上对苯酚 的光催化 降解情况 ， 硅 ＴＯ 其降解 速率规 律
是 ｒｌ３＜ ｈＯ ｇ
＜ ｒｉ ｒ１ － Ｉ０。 ｓ＜ ７
好． 并且 逍两 种类型要 比 １０ 的金红石好 。然而 ， ０ 过氧化氢
作为电子 受体加人时． 金红石表现 出租好的光催化 活性。
（ ） 杂 剂 的 加 入 对 光 降解 性 能 的 影 响 ４搀
ａ ｅｓ ｍｍａｉｅ ａ ｄｉ ｒ ｕ ｒｚｄ，ｎ ｍｍｏ ｉｚ ｄｐ ｏｏ ａ ａｙｉ ｄ ｇ ａ ａ１ｎ ｏ ｏ ｒ ａ ｉ ｏ ｌｔｎ ｓａ ｅｉｔ ｏ ｕ ｅ － ｂｌ ｅ ｈ ｔｃ ｔｌ ｔｃ ｒ ｄ ｔｏ ｆｓ ｍｅｏ ｇ ｎｃｐ ｌ ａ ｔ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｕ Ｋｅ ｏ ｄ ｙｗ ｒ ｓ ｐ ｏｏ ａａｙ ｔｏ ｉａｉｎ Ｏ ａ ｏ ｒ ｓａｌ ｅＴｉ ，ｕ ｐ ｒｅ Ｏ ｉｆｕ ｎ ｉｇ ｆｃｏ ｓ ｈ ｔ ｃｔ ｌｓ ｘｄ ｔ ｎ ｎ ｎ ｃｙ ｔｌｉ Ｏ２ｓ ｐ ｏ ｔｄ Ｔｉ ，ｎｌ ｅ ｃｎ ａ ｔｒ ｏ ｎ
小组 把这 项 技 术 应用 于 杀死 癌 细 胞 ， 以及 厨 房、 室的 除 浴 昧 晟近十年 ， 半导体光催化在应用科 学和工程上的研 究呈
指数增长 ， 在水 、 空气和污水处理领域每年公开发表 论文 ２ ０ ０ 余篇。例 如乙酮０ 、 甲基蓝“ ］ 甲基橙 ’ 酚类化合物 １ 、 、 ＾ 、
１２ 水 蒸气的 影响 及催 化剂的 失活 ．
通 常情况 下 ， ｉ ＴＯ 镀膜 表面 与水有较 大的 接触角 ， 但经
紫外 光照射 后 ， 的接触 角减 小到 ５以下 ， 水 。 甚至 可 以达 到 ０ 。
（ 即水滴 完全浸润在 Ｔ Ｏ。 ｉ 的表面） 显示非常强的亲水 性。停 ， 止光照后 ， 表面亲水性可以维持数小时到 １ 周左右 ， 随后幔慢 恢复到照射前的疏水状态 。进一步研究表明 ， 在光照条件下 ， ＴＯ 表面 的超亲水性起 因于其表 面结午 的变化 ： ｉ 勾 在紫外光 的
须减缓或者消除光激发电子 空穴对的再结合 现 已有多种方
化剂的 失活除了表面氢 氧基消耗所导 致 外 ， 反应物或反 应
中间产物在催 化剂表面吸附从 而占据了活性位 也可引起其 失
＊国家 自然科学基盎 资助项 目（ ０７ ０ ４ 联系 电话 ：２ ７ ９ ４ ９Ｚ ８ ０ ５ ５０ ２ １ ） ０ ２２ ８ ０８ ７ ９４ １
（ ） 体 对 催 化 性 能 的 影 响 ３载
为了解决粉末 Ｔ Ｏ 悬浮体系催化荆回收困难 的问题 ． ｉ。 人 们提 出 ＿许多催 化剂 的固 定方 法 ， ｒ 如采用 玻璃 、 沙、 陶 海 硅、 瓷、 不锈钢 、 合金等为载体的固定方法 。 实验结果发现 ， 载材 担 料 的 不 同， Ｔ Ｏ。 的 催 化活性 有 很大 影响 ， 采用玻 对 ｉ 膜 如 璃、 不锈 钢 、 英作为载体时一 由于界 面离子 的扩散作用 不 石 圳， 同， 使得膜 的光催 化活性 有很 大差 异 同时 ， 担载 后的催 化恬 性常 常降低 。Ｄ Ｄｕ ｔ ｕ 研究丁 Ｔ 沉积在 Ａ ２ 玻 ｍｉ ｉ口 等 ｒ ｉ １ 、 Ｏ
和
墼
２
照射下 ， ｉ 价带 电子被激发到导带 ， ＴＯｚ 电子 和空 穴向 ＴＯ 表 ｉ
面迁移 ， 在表面生成 电子空穴对 ， 电子与 Ｔ 反应 ， ， 空穴则 与 表面桥氧离子反应 ， 分别形成正三价 的钛离于 和氧空位 。 研 有 究发现 。反应 物浓度 低 时， 应速率受 术 蒸气的 影响 不 ， 反 敏感 ， 反应物浓度高 时， 而 水蒸气的存在 使反应速率降低 催
拉径 的彭响ｍ］ 研究表明 ， 纳米粒子的光 催化活性 明显
优于相应 的体相材料 这是 由于 ： 当半导 体的微 晶尺 寸降到 ①
１ｒ 以下时， 可以出现量子 尺寸效 应 ， ０ｍ ｉ 就 即半导 体导带和价 带能级变 为分 立的能级 ， 能隙变宽 ， 导带 电位 更负 ， 价带 电位 更正 ， 使其 获得更 强的 氧化还原 能 力， 从而 催化 活性大 大提 高 ＠尺寸的量子化也使半导体获得更大的电荷迁 移速率 当
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・ ２・ ３
材 料 旱 报
２０ 年 １ 月第 １ ０１ ２ ５卷 第 １ ２期
二氧化钛光催化降解作用的研究综述
方世 杰 徐 明 霞 张玉 珍
（ 天津大学材料科学与工程学院；２ 天津 大学化工学院 ， １ 天津 ３ ０ ７ ） ０ ０ ２
Ｆａ ｇＳ ｉｅ Ｘｕ Ｍ ｉｇ ｉ Ｚ ａ ｇ Ｙｕ ｈ ｎ ｎ ｈｊ ｉ ｎ ｘａ ｈ ｎ ｚｅ
（ ｅ ａ ｔ ｎ ｆ ａｅｉ ｓＳ ｉｎ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅ ｍｇ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｆ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｔ ａ ｊ ｉ ｒ ｉ ， ｉｎｉ ０ ０ ２ Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔｒ ｌ ｃ ｃ ｎ ｎ １ｅ ｒ ； ｅ ａ ｔ ｏＭ ａ ｅ ｍｅ ｔ ｅ ｃ ｇｎ ｅ ｉ ， ｉ ｉ Ｕｎｖ ｓ ｅ ｔ ｎ
Ａ
雷 １ 半导体的激 发过程
１ 光 催 化 降 解 的 机 理
１１ 光 催化 降解反应 机理 。 ．
半导体能作为光还 原的氧化还原 反应过程 的激 活物 ， 是 由 于它 的满 价 带。 ● ■ｔ 和空 导带 的 电 子结 构 。ＴＯ ， ｉ 禁 带 宽 度 为 ３孰Ｖ， 当用波长 小于或等 于 ３ ７５ ｍ 的光 照射时 ， ８ ．ｎ 价带上的 电子被激 发， 越过 禁带进入导带 ， 同时在价带 上产生相应的空 穴， 电子和空 穴分 离并 迁移到粒子表面的不同位置 ． 从而加速 氧化还原反应 ， 还原和氧化吸附在表面的物 质 图 １ 给出的是
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ｔｈ ｎ ｕ ｎｉ ｇｆ ｃｏ ｓａ ｄ ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｈ ｔｅ ｔｌ ｔ ｅ ｒ ｄ ｔｏ ｓｎ ａ ｏ ｒ ｓａｌ ｅ Ｔｉ ｅ ｉｆ ｅ ｃｎ ａ ｔ ｒ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆｐ ｏｏ ａａｙｉ ｄ ｇ ａ ａｉｎ ｕ ｉｇ ｎ ｎ ｃｙ ｔｌ ｎ Ｏ２ ｌ ｃ ｉ
偶氟 类 化 合 物 光 催 化 降解 、 类 物 质 的 光 催化 降 扣“ 的 苯 解 ］污水及城市 自来水 的蟒窟净化Ｉ 。 、 ｌ 等 由于纳米 ＴＯ。 ” ｉ 比表 面积巨大， 具有更 强的紫外光 吸收能力 ， 因而具有更强的
Ａ
光催化 降解能力 。 采用这种 表面活性很强的纳米 ＴＯｚ ｉ 作光催 化剂 ， 可望利 用更经济 的太阳辐射源来替代紫外汞 灯电源。
摘 要 总结 了近 年 来 关 于 蚋来 ＴＯｚ ｉ 屯催 化 氢化 的 原 理 厦 其 影 响 圊 素 ， 宝 舟 吕了负截 型 ｎ Ｏ 屯催 化 降解 几种 有
机 轴 的研 究站 果 。
关键词
纳米ＴＯ 光催化氧化 负载型 影响固素 ｉ。
Ｐｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃ Ｄｅ ｒ ｄ ｔｏ ｆ Ｔｉ ２ ｏ ０ ａ ａ ｙ ｉ ｇ ａ ａ ｉ ｎ ｏ Ｏ