光催化氧化技术及其应用

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1、万方数据第2期肖新颜等：光催化氧化技术及其应用光催化氧化技术及其应用肖新颜，徐蕊，王叶，万彩霞(华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640)摘要：光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，本文系统介绍了光催化剂的制备方法。探讨了各种因素对光催化反应的影响，综述了光催化技术在环境保护、卫生保健、自洁玻璃，特别是在光催化功能型涂料等方面的应用，提出了光催化技术的发展方向和值得注意的问题。关键词：光催化；二氧化钛；制备；环境保护；光催化涂料中图分类号：7删．8文献标识码：A文章编号：1003—3467(2008)02—0001一04Photoca伽ytico】

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3、liqueandItsApplicationXIAoXin—yan，XURIli，WANGYe，WANC葡一xia(CoUegeofChemistry肌dChemicalEngineering，SoutlIChinaUniVe玛i哆of7rechnology，(h跚乎hDu510640，China)Abstract：111etechniqueofphotocat蝴ico】【idationisanewadV粕ced面dationtechnique．Inthi8p印er，therecentprogressinphotocatal)rtictechniqueathome衄dabroadisi

4、n仃oduced，includingtlIep阳p姗·ti伽ofpho眦砌yst锄dthe印plicationinthefield鲫ch酗en、riro啪entprotecti叩，蒯ical肌dhealtllcare，self—cleaninggl鹪8，especiaJlyinphotoc削)rticfIlnctionaKzedc∞tings，etc．Thecun．entsitu撕on舳dt}ledeVelopmemdirecti伽ofph咖c划ysisandproblemtobe∞lvedhavebeenputfon忆耐．KeyworiIs：photocatalysis；titani

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6、onmentplDtection；photocata虮iccoatings1引言1972年Fuji8hi眦和Hongda⋯在《Nature》上发表了关于在TiO：电极上光解水的论文，这是多相光催化研究开始的标志之一。此后人们从各个领域对TiO：光催化行为进行深入的研究，探讨其光催化原理，并致力于提高光催化效率。1976年Carey等旧】在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作，显示出光催化技术在环保领域的应用前景。虽然光催化的原理并不十分清楚，但是利用光催化反应的研究非常活跃，目前光催化去除和降解污染物成为其中最活跃的一个研究方

7、向，并开发了一系列光催化产品。本文介绍了半导体多相光催化原理、光催化剂的制备方法，以及该技术在环境保护、卫生保健和自洁玻璃，特别是光催化在涂料中的应用，提出了光催化技术的发展方向及存在的问题。2光催化剂的制备方法2．1光催化剂的类型常见的单一化合物光催化剂多为金属氧化物或硫化物，如Tio：、znO、znS、CdS及PbS等，它们对特定反应具有突出优点。如CdS半导体带隙能较小，与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性能，因此可以很好地利用自然光能，但它容易发生光腐蚀，使用寿命有限。相对而言，TiO：的综合性能较好，是研究中采用最广泛的单一化合物光催化剂。当两种或两种以上半导体材料复合时，

8、催化活性可能会显著改观。研究采用的此类复合光催化剂还有w03／Ti02、M003／Ti02、Si02／Ti02与Z内2／Ti02等。choi等¨1广泛研究了各种金属离子掺入量子尺寸的TiO：后对催化活性的影响，发现掺入少量的Fe(Ⅲ)、Mo(V)、Re(V)或Os(Ⅲ)时对氯代烷烃收藕日期：200r7一11—2l基金项目：国家自然科学基金面上项目(20176013和2047∞35)作者简介：肖薪颜(1964一)，男，博士，副教授，从事精细化工和环境化工方面的研究，电话：(0”)87112074。万方数据河南化工HENANCHEMICALINDU弧Y20惦年第2s卷的光催化降解能力明显增

9、强。2．2纳米Ti02的制备方法TiO：光催化剂的制备方法很多，德国Degu8sa公司发明的气相合成法，采用气相氢氧焰水解法(A唧sil法)制备纳米级TiO：，并被应用于工业生产中，该法具有原料易得，可挥发，易水解，易提纯，产品无需粉碎，物质的浓度小，生成的粒子凝聚少，气相产物的表面整洁、纯度高，易控制粒径得到不同比表面积或不同晶型的系列产品等优点。溶胶—凝胶法(Sol—gel法)一般以钛醇盐及无水乙醇为原料，加入少量水及不同的酸或有机聚合添加