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可见光催化降解有机物的研究(4)

时间:2022-04-12 20:00来源:毕业论文
b)化学氧化法通过氧化反应有机物的显色基团去除或转化,这样可以去除废水的颜色。 文献 综述 c)光催化氧化在光能作用下发生氧化反应,将有机物降解

b)化学氧化法通过氧化反应有机物的显色基团去除或转化,这样可以去除废水的颜色。文献综述

c)光催化氧化在光能作用下发生氧化反应,将有机物降解成中间产物或无机小分子。

(3)生化法

利用微生物降解解有机物,降有机物转化成无机物,但是此方法的应用范围较窄。生化法处理废水成本低、污染小,但是生物选择性高,很多废水不能完全降解。

1。3光催化技术国内外进展

1。4 TiO2光催化技术概述

光催化反应多以半导体金属氧化物或硫化物作光敏剂,其中,半导体TiO2因其储量丰富、化学性质比较稳定、高活性和分散性、廉价易得等一系列优点受到了科研工作者的广泛青睐,是目前研究最多的一种光催化材料,在环境污染控制等领域具有广阔的应用前景[8-11]。

TiO2的晶型结构有三种,但最涉及光催化领域研究中也只有锐钛矿。因为TiO2的导带和价带间的能带相比较大,而此波段吸收的是太阳光总能量中比例还不足5%的紫外光(波长<387 nm),光能利用率低,催化剂在溶液中容易失去活性,这是使二氧化钛光催化效率降低的主要原因。

1。5 TiO2光催化材料改性

针对TiO2光催化效率低、量子效率低的缺点,采用多种方法对TiO2进行改性,以提高TiO2的光催化效率。通过改性,材料的禁带宽度会被缩短,电子、催化剂表面孔的停留时间延长,电子-空穴复合更困难,提高了量子效率和光能利用率,提高了光催化性能。[11-12]。常用的改性方法有以下几种:来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1。5。1金属离子掺杂

金属离子掺杂一般是指把TiO2与过渡金属离子掺杂,晶体缺陷的形成或电子结构分布的变化。由于金属离子的最外层电子一般是不饱和的,为了提高光子的利用率,具有较低能量的光子激发掺杂能级,使其可接收光生电子或捕获空穴,促进了电子与空穴的分离。更多的晶体缺陷也会因为离子掺杂而形成,这样可以增加氧化中心的数量,从而提高光催化活性。

通常,掺杂剂离子的原子结构和掺杂浓度将对材料的光催化性能产生影响。当掺杂金属颗粒的浓度小于最佳浓度时,半导体不捕获足够的电子以降低催化性能。当浓度太高时,掺杂剂离子可以捕获光生空穴。空穴对的复合,使得半导体的催化活性通过使用不同的最外面的电子数量的金属颗粒用于掺杂也将影响催化剂半导体的活动。发现具有稳定电子结构的离子,如Fe3+,MO3+和e3,可以提高材料的催化性能[12]。具有全或半填充电子的这些最外面的电子在电子被捕获之后固有地被电子地构建,并且容易地重新释放电子以形成“浅捕获”。 Co3+和Al 3+的相干电子可以使电子填充亚外轨迹,使电子结构更稳定,难以释放电子以形成“深陷阱”。降低催化活性并掺杂稳定的电子金属离子的结构对半导体材料的反应性几乎没有影响。

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