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光触媒的原理 |
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编辑:空气污染综合治理网 时间:2005-1-27
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光触媒在反应过程中，首先在二氧化钛表面上产生电子和电洞，接着电洞将附着于二氧化钛表面上的水氧化，而将该水转变成为氢氧自由基；而电子将空气中的氧还原，使其变成超氧化离子。氢氧自由基与超氧化离子将二氧化钛表面上有机化合物以氧化来加以分解。也就是说，光触媒作用是由电子的还原能力和电洞的氧化能力来激发二氧化钛上的触媒作用。 氧化与还原过程。
首先，二氧化钛在光的照射下产生电子和电洞。
所形成的电洞有强氧化能力，与附着在二氧化钛表面上的水发生氧化反应，生成氢氧自由基。
氢氧自由基有很强的氧化能力，可以同有机化合物发生氧化反应。在有氧气的情况下，有机化合物中间体的原子团与氧气分子产生原子团连锁反应，最后氧气被消耗，有机化合物被分解，生产二氧化碳和水。另一方面，电子则与附在表面的氧气起还原反应。产生超氧化负离子。
超氧化负离子与前面还原反应的中间产体形成氧化物，或者与二氧化氢结合成水。有机物一般比水容易被氧化，当有机物的浓度较高时，电洞参与反应的机会就高，而与电子再结合的比率就减少。这样，在电洞被充分利用的情况下，电子就容易移向氧分子，从而产生更多的负离子，最终促进光触媒的效率。 |
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