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1、第26卷第2期吉林化工学院学报Vo.l26No.22009年4月JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYApr.2009文章编号:10072853(2009)02004307二氧化钛光催化效率影响因素的研究132111张卫华,李晓彤,徐松,王卫东,徐洪军,李忠玉(1.吉林化工学院化工与材料工程学院,吉林吉林132022;2.中国石油吉林石化化肥厂,吉林吉林132021;3.东北电力大学输变电技术学院,吉林吉林132012)摘要::TiO2是一种光催化性能和热稳定性能相对较
2、稳定的催化剂,也是重要金属氧化物半导体材料,在环境净化、太阳能转化、化学传感等方面有广泛的应用.近年来,TiO2在有机污染物降解方面的应用越来越受到人们的重视,但是其光催化效率受到许多因素影响.介绍了有关影响二氧化钛光催化效率的研究,并对提高其光催化效率的方法进行了综述.关键词:二氧化钛;催化效率;影响因素中图分类号:O643.13文献标识码:A环境污染的控制与治理是21世纪面临和亟待解决的重大问题.随着研究的不断发展,光催化1TiO2光催化剂研究进展技术已成为一种理想的环境污染治理方法.自[1]1972年Fujishima和Hond
3、a在Nature杂志上报从20世纪70年代初期以来,国外许多学者道,发现受辐照的TiO2上可以持续发生水的氧化竞相开展这方面的研究.1976年,G.H.Cary报道还原反应,并产生氢以来,TiO2就因其稳定性好,了TiO2水浊液在近紫外光的照射下可使多氯联成本低,易掺杂改性等优点,而被认为是一种理想笨脱氯,注意到TiO2水体系在光照条件下可非选[2~5]的光催化材料,从而得到了广泛的研究,并引择性氧化(降解)各类有机物,并使之彻底矿化,起许多研究者对半导体在光作用下能否用于污染生成CO2和H2O.同年S.N.Frank等研究了多晶-2+控制的兴趣.研
4、究表明,作为一种无毒的半导体材电极/氙灯作用下对二苯酚、I、Br、Cl、Fe、3+-[6]料,TiO2在光催化降解有机污染物方面的研究与Ce、CN、的光解和用粉末来催化光解水中[7][8]应用尤为重要.目前对TiO2光催化的研究主要集污染物取得了满意的结果.S.N.Frank等在中在:(1)TiO2固载膜的研制和性能优化;(2)提1977年又用TiO2、ZnO、CdS、Fe2O3、WO3等多种-2-高TiO2光催化降解效率;(3)将TiO2的吸收光谱催化剂在氙作光源情况下,对CN和SO3进行红移到可见光区.光解研究,结果TiO2、ZnO、CdS能有效
5、催化氧化--但是TiO2在实用化过程中有着自身无法突CN为CNO;TiO2、ZnO、CdS和Fe2O3能有效催破的瓶颈:(1)带隙较宽(3.2eV),只能吸收波长2-2-化氧化SO3为SO4.小于387nm的紫外光,而这样波长紫外光仅占太80年代中期开始,我国学者也开展了半导体阳光的4%左右,使得TiO2对太阳光的利用率低;光催化的研究.大量研究证实,烃类和多环芳烃、(2)光生电子空穴对寿命短,光催化过程量子效染料、农药和氰化物等都能有效地进行光催化反率低.为了解决上述问题,研究者们采用掺杂过渡应,并脱色、去毒、矿化为无毒无机小分子物质,从金属离子
6、、贵金属沉积、半导体复合等方法试图提而消除对环境的污染.同时,国内外研究者就半导高其光催化效率,并取得了较大的进展.本文主要体光催化诸多方面的问题也开展了深入研究,包介绍二氧化钛光催化效率影响因素的研究.括:半导体光催化材料的筛选和制备,半导体光催化活性产生的机制及所产生的活性物种,TiO2光收稿日期:2009-03-11作者简介:张卫华(1955-),男,吉林蛟河人,吉林化工学院高级实验师,研究方向为化学工程.44吉林化工学院学报2009年-+催化剂固定化及尺寸量子化,半导体光催化矿化e+hN+energy(hv7、heat)(2)-+&+各种有机物的机理和各种形式的半导体光催化反OH+hOH+H(3)-+&应器等;现已研究过的半导体光催化剂有:TiO2、OH+hOH(4)--ZnO、CdS、Fe2O3、WO3、ZnS、SnO2等.其中TiO2、e+O2O2(5)--CdS催化活性最强,但CdS在光照条件下自身不O2+H2OOOH+OH(6)稳定.易发生化学或光化学腐蚀,而TiO2的化学2OOHH2O2+O2(7)性质比较稳定且成本低、无毒、催化活性高、氧化--OOH+H2O+eH2O2+OH(8)能力强,所以最为常用.但由于TiO2吸收的太阳H-&2
8、O2+eOH+OH(9)能仅占总太阳能光强的3%,因此,围绕TiO2改性、提高太阳能的转化率、改进光催化方法
