TiO2光催化作用機理 

“光催化”這一術語的本身就意味著光化學與催化劑二者結合，因此，光和催化劑是引發和促進光催化氧化反應的必要條件。TiO2作為一種半導體材料之所以能夠作為催化劑，是由其自身的光電特性所決定的。根據定義，超細半導體粒子含有能帶結構且能帶是不連續的，其能級可用“帶隙理論”描述，即物質價電子軌道通過交疊形成不同的帶隙，由低到高一次是充滿電子的價帶、禁帶和空的導帶。TiO2禁帶寬度為3.2eV，對應的光吸收波長閾值為387.5nm。當受到波長小于或等于387.5nm光照射時，價帶上的電子會被激發，越過禁帶進入導帶，同時在價帶上產生相應的空穴。與金屬導體不同，半導體的能帶間缺少連續區域，受光激發產生的帶電子和價帶空穴。與金屬導體不同，半導體的能帶間缺少連續區域，受光激發產生的導帶電子和價帶空穴（也稱光致電子和光致空穴）在復合之間有足夠的壽命。

實際光催化反應過程中，反應能力取決于半導體的能帶狀況，以及被吸附物質的氧化還原電勢。遷移到表面上的光致電子和空穴，如果沒有與適當的電子和空穴俘獲劑作用，則儲備的能量在幾個豪微秒之內就會通過復合而消耗掉。因此，電子結構、吸光特性、電荷遷移、載流子壽命及載流子復合速率的最佳組合對提高光催化活性至關重要。

摘自：通風工程

王漢青   主編

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