影响光氧催化性能的因素有哪些?

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影响光氧催化性能的因素有哪些?

返回列表 浏览:- 发布日期:2019-06-27 14:57:47【

影响光氧催化性能的因素有好几种,源和环保小编整理了以下几点,为大家作详细介绍。

1催化剂品体结构的影响

TiO2为例,TiO2主要有两种晶型一一锐钛矿型和金红石型,锐钛矿型和金红石型均属四方晶系,两种晶型都是由相互连接的TO6八面体组成的,每个T原子都位于八面体的中心,且被6个O原子围绕。两者的差别主要是八面体的畸变程度和相互连接方式不同。
    金红石型的八面体不规则,微显斜方晶,其中每个八面体与周围10个八面体相连(其中两个共边,八个共顶角):而锐钛矿型的八面体呈明显的斜方品畸变,其对称性低于前者,每个八面体与周围8个八面体相连(四个共边,四个共顶角)。这些结构上的差异使得两种品型有不同的电子能带结构。锐钛矿型TiO2的禁带宽度Eg3.3eV,大于金红石型TiO的禁带宽度(Eg3.1eV)。锐钛矿型TiO2较负的导带对O2的吸附能力较强,比表面积较大,光生电子和空穴容易分离,这些因素使得锐钛矿型TiO2光催化活性高于金红石型TiO2的光催化活性。

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2催化剂颗粒粒径的影响

催化剂粒径的大小直接影响光催化活性。当粒子的粒径越小时,单位质量的粒子数越多,比表面积越大。对于一般的光氧催化反应,在反应物充足的条件下,当催化剂表面的活性中心密度一定时,表面积越大吸附的OH越多,生成更多的高活性的?OH,从而提高了催化氧化效率。当粒子大小在1~100nm级时,就会出现量子效应,成为量子化粒子,使得h++e-对具有更强的氧化还原能力,催化活性将随尺す寸量子化程度的提高而增加。另外,尺寸的量子化可以使半导体获得更大的电荷迁移速率,使h+e-复合的概率大大减小,因而提高催化活性。

3光催化剂用量的影响

TiO2催化降解反应中,反应前后几乎没有消耗。TiO2的用量对整个降解反应的速率是有影响的,在TiO2光催化降解有机磷农药研究结果中表明,有机磷农药降解速率开始随TiO2用量的增加而提高,当量增加到一定时降解速率不再提高,反而有所下降。一开始速率提高是因为催化剂的增加,产生的?OH增加。当催化剂增加到一定程度时,会对光吸收有影响。

4光源与光强的影响

光电压谱分析表明,由于TiO2表面杂质和晶格缺陷影响,它在一个较大的波长范围里均有光催化活性。因此,光源选择比较灵活,如黑光灯、高压汞灯、中压求灯、低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长一般在250~400nm范围内。应用太阳光作为光源的研究也取得一定的进展,实验发现有相当多的有机物可以通过太阳光实现降解。有资料报道,在低光强下降解速率与光强呈线性关系,中等强度的光照下,降解速率与光强的平方根有线性关系。
5有机物的种类、浓度的影响

H.Hidaka等研究表明,阳离子、阴离子及非离子型表面活性剂如DBS、SDS、BSD等易于光催化降解,分子中芳香烃比链烃结构易于端裂而实现无机化。

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