TiO₂光催化技術(shù)是一種新型的環(huán)境治理技術(shù),可以廣泛應(yīng)用于污水處理、空氣凈化、抗菌等領(lǐng)域。TiO₂因?yàn)榫哂袩o毒無害、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、光催化效率高以及沒有二次污染等優(yōu)點(diǎn),成為了環(huán)保方面的研究熱點(diǎn)。但是TiO₂光催化劑在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中仍然存在許多問題,納米TiO₂光催化劑易團(tuán)聚且經(jīng)紫外光照后具有超親水性和高分散性,難以回收;銳鈦礦型TiO₂光催化劑只能利用5%左右的可見光,對可見光的響應(yīng)極低。針對以上問題,采用負(fù)載和摻雜等手段是行之有效方法。以精制硅藻土為載體,TBOT為鈦源,無水CaCl₂作為TiO₂分散的阻隔劑,采用溶膠-凝膠法制備了硅藻土@TiO₂復(fù)合光催化劑,實(shí)驗(yàn)證明,無機(jī)阻隔劑能夠使得二氧化鈦較好的分散在硅藻土的表面和孔道中,高溫煅燒時(shí),二氧化鈦會發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化,550℃二氧化鈦晶型最佳,硅藻土負(fù)載二氧化鈦能夠使得復(fù)合光催化劑的禁帶寬度減小至2.98eV,TiO₂與硅藻土的結(jié)合方式既有物理結(jié)合... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

-.1TiO2晶型結(jié)構(gòu)（a）銳鈦礦型，（b）金紅石型以及（c）板鈦礦型

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文5圖1-2TiO2光催化劑的能帶結(jié)構(gòu)示意圖在TiO2受到大于或者等于自身禁帶寬度的能量的光照時(shí)（對于銳鈦礦型TiO2來說，需要收到波長小于387.5nm的光照），價(jià)帶上面的電子就會受到能量激發(fā)，發(fā)生躍遷，轉(zhuǎn)移到導(dǎo)帶上，光生電子(e-)-空穴(h+)對發(fā)生分離，這樣的光生電子(e-)-空穴(h+)對統(tǒng)稱為載流子。這些光生載流子一部分會在幾皮秒（ps）內(nèi)復(fù)合，另外一部分則會在幾納秒（ns）內(nèi)遷移到TiO2表面立即發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與氧氣和水反應(yīng)生成高活性的氧化物（TachikawaT，2007），讓原本和光不反應(yīng)的物質(zhì)被氧化成羥基自由基（·OH），而光生電子則會在氧化還原反應(yīng)中生成具有強(qiáng)還原性的超氧自由基（·O2—）。（·OH）具有極強(qiáng)的氧化性，可以破壞有機(jī)物中的碳碳鍵（C—C）、碳?xì)滏I（C—H）、碳氮鍵（C—N）、碳氧鍵（C—O）、氮?dú)滏I（N—H）等等，最終將有機(jī)物污染物降解為可以排放的CO2、H2O和其他一些簡單的無機(jī)物（GayaUI，2008）。由于羥基自由基和超氧自由基的存在，一般的氧化還原反應(yīng)雖然產(chǎn)生中間產(chǎn)物，但是反應(yīng)不會就此停止，導(dǎo)致反應(yīng)最后沒有剩余的中間產(chǎn)物。二氧化鈦光催化劑反應(yīng)機(jī)理如圖1-2所示（PelaezM，2012）。

第一章引言6圖1-2二氧化鈦催化劑反應(yīng)原理圖二氧化鈦光催化劑的具體反應(yīng)方程式為：二氧化鈦受到波長小于387.5nm的光照時(shí)，產(chǎn)生光生電子和空穴：TiO2+hv→e—+h+公式（1-1）超氧自由基（·O2—）和羥基自由基（·OH）分別在導(dǎo)帶和價(jià)帶上生成：O2+e—→·O2—公式（1-2）H2O+h+→·OH+H+公式（1-3）所產(chǎn)生的超氧自由基（·O2—）和羥基自由基（·OH）將會與O2、H2O及其他基團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的自由基（·OOH）與H2O2：H2O+·O2—→·OOH+OH—公式（1-4）H++·O2—→·OOH公式（1-5）2·OOH→H2O2+O2公式（1-6）H2O2+hv→2·OH公式（1-7）這些具有強(qiáng)氧化還原性的自由基團(tuán)能夠?qū)⑽皆诙趸伇砻娴奈廴疚餆o差別的氧化成為無毒的水、二氧化碳和其他一些簡單的無機(jī)物：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3541329