光催化技术的简述docx
摘要:跟着社会的发展,高楼大厦也慢慢变得多,擦窗工也成了一项高危职业。然 而光催化技术就能实现自我清洁。当一定波长的光照射到光催化剂上时,光催化 剂的价带电子发生带间跃迁,由此产生光生电子和空穴。此时吸附在光催化剂表 面的构造具有特定功能的产品。 因此,纳米技术实际上的意思就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。
纳米技术的融入能改善光催化技术的不足。光催化剂的纳米化可以使其比 表面积增大,与光和有机物的接触面积增大,效率提高。同时拉近了距离,使光 生载流子不易被复合,作用时间增长。但是同时增大了能级,吸收光偏紫外,吸 收可见光的效率低。
例如最常用的光催化剂二氧化钛。在 20世纪 70年代纳米量级二氧化钛的 光催化特性被发现,在国内外的研究中,都可以展现出纳米量级二氧化钛的优势, 在处理大气污染、水污染,实现自我清洁方面也是有许多值得研究的内容。
由于直接用纳米二氧化钛粉体材料存在难分离回收、不能重复利用等困难, 不仅限制了该材料的实际应用,而且必将大幅度的提升其使用成本。因此,我们采用 特殊工艺技术制作而成的水溶二氧化钛胶体、浆料,形成纳米二氧化钛薄膜,既保持 了纳米二氧化钛光催化氧化还原特性,又克服了粉体应用的不足,为其推广应用 带来了极大的便利。
随着对环境污染控制研究的日益重视,光催化氧化法被应用于气相和水相中 一些难降解污染物的治理研究,并取得了显著的效果。许多有机物甚至无机物都 能有效地进行光催化反应,最终生成无机小分子物质,消除其对环境的污染以及 对人体健康的危害。
光催化技术处理环境污染在气相催化研究方面也取得了一定的成效。针对目 前比较受关注的室内墙体涂料挥发出的一些有机污染物,如苯,甲苯,甲醛等芳 香族有机物,它们对人体有较大危害,极大的影响了空气的质量和人体的健康。 而利用光催化技术处理这类有机污染物具有反应速度快,光的利用效率高,不会 产生二次污染等优点。但在光催化反应的速率方面,由于气体分子的扩散速度相 对较快,因此一般气相光催化的反应速率比起液相都提高了几个数量级。因此气 相中的光催化技术的研究有特别的难点。
光催化剂在光的作用下,生成光生空穴和光生电子,表面的溶解氧俘获电子 形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由 基。超氧负离子和氢氧自由基都是强氧化剂,可以能够适用于生活用水的杀菌消毒; 负载 TiO2 光催化剂的玻璃,陶瓷等是医院、宾馆等各种卫生设施抗菌除臭的理 想材料。
光催化剂还能够最终靠有选择地局部注射微粒到瘤内,随后用光导纤维传导紫 外光集中照射瘤组织体,光激发光催化剂颗粒表面生成强活性的反应氧类直接渗 透进入瘤组织体,而杀死瘤组织体内的恶性细胞。
在紫外光照射下,水在氧化钛薄膜上完全浸润。因此,在浴室镜面、汽车玻 璃及后视镜等表面涂覆一层二氧化钛能够更好的起到防结雾的作用。
在窗玻璃、建筑物的外墙砖、高速公路的护栏、路灯等表面涂覆一层二氧化 钛薄膜,利用二氧化钛在太阳光照射下产生的的强氧化能力和超亲水性,可以实 现表面自清洁。