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纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究的实验中为什么要使用硫酸钠溶液

日期:2019-03-29 17:13

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  TiO2光催化氧化机理;TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3;于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带;如果把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是;电效应应产生的光生电子和空穴在电场的作用下分别迁;TiO2表面的光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性;附于TiO2表面的有机物或先把吸附在TiO2表面;反应过程如下:;反应过程如下:;+-TiO2光催化氧化机理TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.2ev(锐钛矿),当它受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带的电子就会获得光子的能量而越前至导带,形成光生电子(e-);而价带中则相应地形成光生空穴(h+),如图1-1所示。如果把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池,则光电效应应产生的光生电子和空穴在电场的作用下分别迁移到TiO2表面不同的位置。TiO2表面的光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获,而空穴h+则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成 ·OH自由基,·OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化水中绝大部分的有机物及无机污染物,将其矿化为无机小分子、CO2和H2O等无害物质。反应过程如下:反应过程如下:+- +-TiO2+ hv→ h +e(3) h +e→热能(4)+ ++h + OH- →·OH(5) h + H2O →·OH + H(6)- e- +O2→ O2(7)O2 + H+ → HO2· (8)+2 H2O·→ O2 + H2O2(9) H2O2 + O2 →·OH + H + O2(10)·OH + dye→···→ CO2 + H2O (11)+ H+ dye→···→ CO2 + H2O (12)由机理反应可知,TiO2光催化降解有机物,实质上是一种自由基反应

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