實驗電爐對納米二氧化鈦光催化反應(yīng)過程
實驗電爐 對納米二氧化鈦光催化反應(yīng)過程實驗作用。
納米二氧化鈦光生空穴的氧化電位以標(biāo)準(zhǔn)氫電位計為3.0 V，比臭氧的2.07 V 和氯氣的1.36 V高許多，具有很強的氧化性。高活性的光生空穴具有很強的氧化能力，可以將吸附在半導(dǎo)體表面的OH-和H2O 進(jìn)行氧化，生成具有強氧化性的·OH [20]。從幾種強氧化劑的氧化電位大小順序：F2>·OH>O3>H2O2>HO2·>MnO4->HCLO>Cl2>Cr2O72->·ClO2，可以看出·OH 具有很高的氧化電位，是一種強氧化基團(tuán)，能氧化大多數(shù)的有機污染物及部分無機污染物。同時，空穴本身也可奪取吸附在半導(dǎo)體表面的有機污染物中的電子，使原本不吸收光的物質(zhì)被直接氧化分解。在光催化反應(yīng)體系中，這兩種氧化方式可能單獨起作用也可能同時作用，對于不同的物質(zhì)兩種氧化方式參與作用的程度視具體情況有所不同。另一方面，電子受體可直接接受光生半導(dǎo)體表面產(chǎn)生的高活性電子而被還原。環(huán)境中的某些特定污染物—有毒金屬，如Hg2+、Ag1+、Cr6+、Cu2+等也能接受光生半導(dǎo)體表面產(chǎn)生的高活性電子而被還原成無毒的金屬分子。
納米二氧化鈦光催化反應(yīng)過程：
·OH+ dye → 染料降解 8-25
TiO2（h+）+ dye →·dye+ →染料氧化 8-26
Ｍｘ++ｘTiO2（e-）→Ｍ0 8-27
Ｍｘ++y TiO2（e-）→Ｍ(x-y) + (x>y) 8-28
從以上納米二氧化鈦光催化反應(yīng)過程可知，在光催化反應(yīng)體系中，表面吸附分子氧的存在會直接影響光生電子的轉(zhuǎn)移，如式8-5～8-8，影響反應(yīng)高活性自由基和反應(yīng)中間體·OH、·O2-、HＯ2·、H2O2 的生成、光催化氧化反應(yīng)速率和量子產(chǎn)率。向半導(dǎo)體光催化體系內(nèi)通入氧氣可加快有機物的降解速率，因為當(dāng)溶液中有Ｏ2 存在時，光生電子會和Ｏ2 作用生成·O2-，進(jìn)而與H+作用生成HO2·，*終生成·OH氧化降解有機物[21]。在這諸多氧化性物質(zhì)共存的反應(yīng)體系中，由于催化劑的表面有大量的羥基存在，因此在液相條件下光催化反應(yīng)主要通過羥基自由基反應(yīng)降解有機污染物。
目前針對有機物質(zhì)的光催化氧化在催化劑表面上還在溶液里發(fā)生，至今仍有爭議。Richard 和Lemaire 用ZnO 光催化氧化FA（糠醇）時，發(fā)現(xiàn)加入異丙醇起抑制作用，由此推論反應(yīng)發(fā)生在溶液里。因為在堿性介質(zhì)中乙酸鹽幾乎不在負(fù)電納米二氧化鈦表面上有吸附，但隨溫度升高·OH 氧化乙酸鹽形成乙醇酸鹽的量也升高。說明·OH 是從催化劑的表面擴(kuò)散到溶液里氧化乙酸鹽，證明光催化反應(yīng)發(fā)生在溶液里。與此相反，當(dāng)納米二氧化鈦表面帶負(fù)電荷時，三***鹽降解受到抑制。從而推斷反應(yīng)過程發(fā)生在催化劑表面。Turchi 和Ollis 通過精細(xì)地研究，提出因為活性·OH 能夠在溶液里擴(kuò)散幾個埃，所以光催化氧化過程不必在催化劑表面發(fā)生，而其它的研究者提出，在光照的納米二氧化鈦中，·OH 的擴(kuò)散長度可能是幾個原子的距離或更小。*近，更多的研究者贊同光氧化過程發(fā)生在表面位置上。例如，十氟聯(lián)苯（DFBP）很強烈地吸附在（大于99%）Al2O3、納米二氧化鈦顆粒物的表面。它不容易在兩個化合物之間轉(zhuǎn)換（小于5%）。當(dāng)DFBP 吸附在Al2O3 表面上時，向該懸浮液中加H2O2，納米二氧化鈦膠體溶液（尺寸大約為0.05 微米），在UV 照射下，DFBP 光降解了。這說明H2O2 或可溶性納米二氧化鈦吸附在Al2O3 上，它們產(chǎn)生的·OH 遷移到DFBP/Al2O3 的反應(yīng)位置上引起光氧化。相反，如果用納米二氧化鈦呈顆粒狀（100 微米），或納米二氧化鈦（ZXL-001），50m2/g 代替H2O2 和可溶性納米二氧化鈦時，DFBP的光降解幾乎被抑制住，而五氟酚很容易在兩個金屬氧化物表面間交換，在上述條件下，發(fā)生快速光降解反應(yīng)，因此，有結(jié)論認(rèn)為光致氧化劑不可能遷移離開納米二氧化鈦光致活性位置太遠(yuǎn)。光降解過程發(fā)生在光催化劑表面或遠(yuǎn)離表面幾個原子的距離內(nèi)。
半導(dǎo)體光催化劑受光激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴對，經(jīng)過一系列反應(yīng)對污染物的氧化還原機理乙得到人們的共識。但從提高光催化效率和太陽光的利用率來看，還存在以下主要缺陷：一是半導(dǎo)體的光吸收波長范圍狹窄，主要在紫外區(qū)，利用太陽光的比例低；另一是半導(dǎo)體載流子的復(fù)合率很高，因此量子效率較低。所以，從半導(dǎo)體的光催化特性被發(fā)現(xiàn)起，就開始對半導(dǎo)體光催化劑進(jìn)行改性研究。改性的目的和作用包括提高激發(fā)電荷分離，抑制載流子復(fù)合以提高量子效率；擴(kuò)大起作用的光波范圍；改變產(chǎn)物的選擇性或產(chǎn)率；提高光催化材料的穩(wěn)定性等。
上海微行機械電爐廠（ http://www.shmicrox.com/ ）是 專業(yè)生產(chǎn) : 高溫爐 , 高溫實驗爐 , 實驗爐，實驗室高溫爐等各種高溫爐 生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝達(dá)到國際**水平。生產(chǎn)的高溫爐可以用于對納米二氧化鈦光催化反應(yīng)過程實驗。竭誠歡迎各界對高溫電爐,箱式電爐,實驗電爐,有興趣的朋友前來參觀、考察、洽談業(yè)務(wù)!
24小時**：021-51061222 URL：http://www.shmicrox.com
公安機關(guān)備案號：
