纳米TiO2光催化剂研究进展及其应用.pdf

工业催化 2006年第14卷增刊 INDUSnUALCATAI．YSIS 3l 纳米Ti02光催化剂的研究进展及应用 杜康，仓怀文，黄方方 (西安电子科技大学理学院，陕西西安710071) 摘要：介绍了纳米二氧化钛光催化的机理、发展状况和应用领域，详细说明了纳米TiO：的制备方 法和光催化改性技术，进一步展望了纳米TiO：的发展前景。 关键词：纳米Ti02；改性技术；应用 自由基。·OH自由基的氧化能力是水体中存在的 1972年日本学者Fujishima和Honda利用N型 半导体二氧化钛(TiO：)单晶作为光电极，在紫外光氧化剂中最强的，可破坏有机物中C—C、C—H、 照射下光催化分解水以来，TiO：光催化立即引起学 C—N、C—O、O—H和N—H，因而能氧化大多数的 术界的广泛关注…。由于TiO：具有化学性质稳定， 有机污染物及部分无机污染物，将其最终降解为 无毒性，催化效率高，半导体能隙大，光照产生的光 CO：、H：0等无害物质‘21。具体反应如下‘31： (1) 生电子和空穴的电势高以及很强的氧化和还原性等 Ti02+h——川i02+h++e一 (2) 优点。而使得TiO：成为当前最有应用潜力的一种 H20+h+叫·OH+H+ 光催化剂。近年来，随着纳米技术的发展和人们环 OH一+h+一·OH (3) 保意识的不断增强，这就为纳米TiO：的发展提供了 02+e一叫·Of (4) 机遇和发展要求，本文正是基于此种原因而对纳米 (5) H20+·Of叫·OOH+OH一 TiO：光催化的发展状况，应用领域，制备方法，光催 2·OOH—02+H203 (6) 化改性技术，进行了分析和总结，并对纳米TiO：的 2·OOH (7) +H20 +e一一H202+OH一 发展前景做了进一步的展望。 (8) H202+e一叫·OH+OH‘ 1纳米Ti02的光催化反应原理 2纳米Ti02的制备方法‘4_6】 TiO：是一种宽禁带半导体，禁带宽度为 制备TiO：纳米粒子的方法很多，一般可以分为 3．2eV，半导体的光吸收阈值A。与禁带宽度E。关固相法、气相法和液相法。固相法难以得到粒径在 系式为： l Ixm以下的粒子；气相法对技术和设备要求较高； As(nm)=hc／Eg=1240／Eg 采用液相法，反应介质温度均匀，容易控制粒径大 式中，h为普朗克常数，c为光速，A为光的 小，易于实现工业化。 波长。 2．1 固相法 当用波长小于或等于387．5nm的光照射时，纳 固相