tio2光催化的光能转换

《tio2光催化的光能转换》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、TiO2光催化的光能转换PhotoenergyconversionwithTiO2photocatalysis:NewmaterialsandrecentApplications第十一组摘要综述最近二氧化钛光催化的方法，包括新材料及应用。TiO2光催化在许多领域被广泛应用，因此其新材料及应用希望能得到推广。在本文中，我们对二氧化钛光催化的历史以及其基本机制做出了简要的介绍。重点是讲述新型二氧化钛纳米纤维和碳纳米管的制备和二氧化钛光催化在水，空气的净化和印刷等方面的应用。目录：1.简介2.光催化基础3.新型二氧化钛材料3.1.静电二氧化钛纤维3.2.阳极二氧化钛纳米管4.二氧化钛光催化的应

2、用4.1.净化环境4.2.印刷5.总结1.简介最近，人们越来越关注如何将太阳能转换为其他类型的能源，比如电能或热能以及像氢和碳氢化合物的储能材料。光催化剂能将太阳能转换成化学能用来氧化或减少材料，它被广泛用于许多领域，包括材料的生产和环境净化（图1）。Oxidation氧化反应superhydrophilicity亲水Road:Tunnellighting隧道照明Soundinsulation隔音RemovalofNOx去除NOxElectricappliance电器:Refrigerator电冰箱fluorescent荧光灯Car:sidemirror侧视镜Printing:打印：Of

3、fsetprinting胶版印刷Residence住宅(exterior外观):painting涂料tile瓷砖glass玻璃tent帐篷Agriculture农业:removalofresidualpesticides去除残留农药deodorization除臭hydroponicculture水培Waterpurification水的净化:removalofhazardoussubstances去除有害物质disinfection消毒Medical医学:cancercare癌症护理catheter导管operatingroom手术室Airpurification空气净化器:deodor

4、izing除臭removalofairpollution空气清洁Residence住所(interior室内):curtain窗帘wallpaper墙纸自从1972年Fujishima和Honda发现二氧化钛光催化分解水以来，光催化领域有了很大发展。在TiO2光催化中分解水是一个重要的应用，因为氢气是一种有用的材料，我们可以在燃料电池系统中获取不产生二氧化碳的电能。二氧化钛的氧化能力也可以用于分解有机污染物。在20世纪80年代，水和空气中各种有害物质的解毒结果表明，可以使用粉末状二氧化钛作为废水和污染的空气的净化方法。这些结果导致水和空气净化的实际应用，如被使用在清洁的环境中，如医院或火

5、车来去除香烟烟雾，和浮动的霉菌。图3（a）紫外线照射前的疏水表面。（b）高度紫外线照射下形成的亲水表面。（c）暴露在水蒸汽中的疏水二氧化钛镀膜玻璃。（小水滴）雾的形成阻挡了放在玻璃后面的纸张上的文字。（d）建立一个紫外线照射时可以防雾的表面。高亲水性表面可以防止水滴的形成，使文字清晰可见1995年，Fujishima和同事发现，二氧化钛的表面用紫外线光照后，其水润湿性有显着变化，（图3）。在TiO2表面最初表现出的几十度的润湿角由表面粗糙度和其他条件而定。当这种表面被暴露在紫外线照射下时，水润湿角减少，也就是说，它往往在TiO2表面传播。最后，润湿角几乎达到0◦。在这个阶段，表面是

6、不防水的，被称为超亲水性。超亲水性可用于生产防雾镜和玻璃。此外，超亲水性和氧化性能的组合可以使二氧化钛表面在阳光下很长一段时间内都保持清洁。这种能力被称为“自洁作用”，并已被应用到墙壁和窗户上。与光催化有关的许多产品已经被开发出来，用于很多领域，包括住房，家电，铁路，公路，农业，水处理，衣服，生活用品，医药等。在这些催化剂中，二氧化钛被研究得最广泛，并在许多领域中得到了应用，因为它具有强大的氧化能力，超亲水性，化学稳定性好，无毒，价格低廉，而且在可见光下透明。然而在实际应用中，仍需要较高的光催化性能。因此，在二氧化钛的基础上进行新材料的开发，表明对于光催化剂，较高的光催化性能，及其新的应

7、用，仍是我们研究的目标。表现出较高的光催化性能的二氧化钛，该催化剂的新应用为基础的新材料的发展仍然是研究的目标。在这篇综述中，我们从新材料及其应用两方面的观点，总结了二氧化钛光催化领域的最新的研究成果。2.光催化基础TiO2光催化的基本机制如下：紫外线照射引起的电子-空穴对的形成，这些电子-空穴对携带载流子与化学物质发生反应，例如分别与空气中的水分子和氧分子反应生成羟基自由基（•OH）和超氧阴离子自由基（O2-），这导致在TiO2表