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光触媒材料为什么能够净化车内空气?

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光触媒材料为什么能够净化车内空气?

收起 汽车知识问答 3年前 (2020-11-21) 0

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目前,在光催化降解有机污染物领域,所采用的光催化剂多为纳米TiO2,而其中又以锐钛矿型的光催化性能更好。现在所采用的光催化剂的晶粒尺寸多为纳米数量级的,正是从反应机理的角度加以考虑而确定的。
在光催化反应中,催化剂表面的OH基团的数目将直接影响催化效果。TiO,浸入水中溶液中,表面要经历羟基化过程,表面羟基团数目为(5~10)
个/nm。晶粒尺寸越小,粒子中原子数目也随之增加,从而提高反应效率。
从能带理论上看,半导体价带的能级代表半导体空穴的氧化电位的极限,任何氧化电位在半导体价带位置以上的物质原则上都可以被光生空穴氧化。同理,任何还原单位在半导体导带以下的物质,原则上都可以被光生电子还原。TiO2是n型半导体材料,当其尺寸小于50 nm时,就会产生与单晶半导体不同的性质,原因在于产生了尺寸量子效应,即半导体的载流子被限制在一个小尺寸的势井中,从而导致导带和价带能级由连续变为分离,使能隙增大,导带能级向负移,价带能级向正移,从而使导带电位更负,价带电位更正,加强了半导体光催化剂TiO2的氧化还原能力,提高光催化活性。从以上多方面的分析看来,选用纳米量级的TiO2作为光催化剂有利于提高光降解效率。
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