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内容
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速优光触媒的光催化作用主要是通过纳米TIO2粒子实现的。当TIO2光触媒吸收光能量之后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴H+。在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明,分布在表面的H+可以将吸附在TIO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH)自由基,而OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化并分解各种有机污染物(甲醛、苯、TVOC等)和细菌及部分无机污染物(氨、NOX等),并将最终降解为CO2、H20等无害物质。
由于OH自由基对反应物几乎无选择性,因而在光催化中起着决定性的作用。此外,许多有机物的氧化电位较TIO2的价带电位更负一些,能直接为H+所氧化。而TIO2表面高活性的E-侧具有很强的还原能力,可以还原去除水体中金属离子。应用以上原理光触媒广泛应用于杀菌、除臭、空气净化、污水处理等领域。
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目前可用做光催化剂的纳米半导体粒子有几种,TIO2是其中主要的主角,是最可实用的光催化剂。二氧化钛成为光催化代表的原因,第一是因为它具有不被大部分酸、盐基、有机溶剂侵蚀的化学稳定性;第二是二氧化钛不具有中毒现象和发癌性,这些已通过实验得以证明。
正因为有这些优势,二氧化钛可称为优良物质。在化妆品、涂料、室内环保、食品添加剂等领域一般作为调色剂、物理防晒剂、光催化剂等使用。二氧化钛是地球上白度最高的物质,平均粒经 10nm以下时,具有十分宝贵的光学性质。由于它的透明性和防紫外线能力高度统一,在防晒护肤、轿车面漆、高档涂料、油墨、塑料、精细陶瓷等方面获得了广泛的应用。
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