光催化反應,什么是光催化反應
1、什么是光催化反應
就是以光為催化劑,例如溴化銀分解。溴化銀在黑暗處可以緩慢分解,但是在光照的情況下可以加速分解。光催化反應是以光為催化劑的加速催化或減速催化的催化反應。
2、什么是光催化?
光催化是一種在光的照射下,自身不起變化,卻可以促進化學反應的物質,光觸媒是利用自然界存在的光能轉換成為化學反應所需的能量,來產生催化作用,使周圍之氧氣及水分子激發成極具氧化力的自由負離子。幾乎可分解所有對人體和環境有害的有機物質及部分無機物質,不僅能加速反應,亦能運用自然界的定侓,不造成資源浪費與附加污染形成。最具代表性的例子為植物的"光合作用",吸收對動物有毒之二氧化碳,利用光能轉化為氧氣及水。
3、光催化的原理什么?
光催化的原理是利用光來激發二氧化鈦等化合物半導體,利用它們產生的電子和空穴來參加氧化—還原反應。 當能量大于或等于能隙的光照射到半導體納米粒子上時,其價帶中的電子將被激發躍遷到導帶,在價帶上留下相對穩定的空穴,從而形成電子—空穴對。
由于納米材料中存在大量的缺陷和懸鍵,這些缺陷和懸鍵能俘獲電子或空穴并阻止電子和空穴的重新復合。這些被俘獲的電子和空穴分別擴散到微粒的表面,從而產生了強烈的氧化還原勢。
光催化原理是基于光催化劑在光照的條件下具有的氧化還原能力,從而可以達到凈化污染物、物質合成和轉化等目的。通常情況下,光催化氧化反應以半導體為催化劑,以光為能量,將有機物降解為二氧化碳和水。
因此光催化技術作為一種高效、安全的環境友好型環境凈化技術,對室內空氣質量的改善已得到國際學術界的認可。
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光催化優點
操作簡單、能耗低、無二次污染、效率高。
1、直接用空氣中的氧氣做氧化劑,反應條件溫和(常溫 常壓) 。
2、可以將有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子,凈化效果徹底。
3、半導體光催化劑化學性質穩定,氧化還原性強,成本低,不存在吸附飽和現象,使用壽命長。
光催化凈化技術具有室溫深度氧,二次污染小,運行成本低和可望利用太陽光為反應光源等優點,所以光催化特別合適室內揮發有機物的凈化,在深度凈化方面顯示出了巨大的應用潛力。 常見的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物,其中二氧化鈦的綜合性能最好,應用最廣。
自1972年Fujishima和Honda發現在受輻照的二氧化鈦上可以持續發生水的氧化還原反應,并產生氫氣以來,人們對這一催化反應過程進行了大量研究。
結果表明,二氧化鈦具有良好的抗光腐蝕性和催化活性,而且性能穩定,價廉易得,無毒無害,是目前公認的最佳光催化劑。該項技術不僅在廢水凈化處理方面具有巨大潛力,在空氣凈化方面同樣具有廣闊的應用前景。
來源:百度百科——光催化原理
4、光催化的機理
基本的原理是這樣,光能夠激發半導體中的電子,將電子從價帶激發到導帶生成光生電子,而價帶中產生對應的光生空穴,電子和空穴分別擴散到半導體表面,在表面與不同的反應對象進行反應。光生電子具有還原性,空穴具有氧化性,這兩種應能可以分別應用在不同的領域。
比如殺菌、降解有機物利用的是氧化性,光分解水制氫氣、光合成等利用的是還原性。
這就是最最基本的光催化原理
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