掺铁TiO2光催化.ppt

掺铁TiO2的光催化;目录;一、TiO2光催化剂简介; 近年来，在水和空气中存在的难分解有机污染物（如二噁英、多氯联苯、有机染料等）的环境行为及其处理方法引起了国际上极大的关注，这些有毒有机污染物虽然浓度很低，但对生物有机体的危害却很大。而这些有机污染物因为它们浓度低，结构稳定，并且难生物降解，用常规的污水处理方法很难除去。光化学降解有机污染物的方法具有反应条件温和（常温常压）、分解彻底（将污染物完全分解为CO2、H2O和无机盐）、无二次污染（所用的能源、氧化剂及催化剂都是绿色清洁的）等特点，正逐渐成为传统治污技术的补充和完善，显示出诱人的前景。; 间接光降解的光催化氧化降解，在有光催化剂存在的条件下，通过催化剂或有机污染物吸收光而引发一系列的光化学反应，最终导致污染物降解为CO2、H2O和其他简单无机离子，如NO3-、PO43-、SO42-、卤离子等。有机污染物的光催化降解无论在降解效率上还是适用范围上，都有极大的优势，因此光催化降解在环境污染治理中的应用和研究非常活跃。; 目前，用于光催化剂降解环境污染物的光催化剂多为n型半导体材料，如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2、Fe2O3等。在众多半导体光催化剂中，TiO2以其具有高活性、安全无毒、化学性质稳定(耐化学和光腐蚀)、成本低等优点，被公认为环境治理领域最具开发前途的环保型光催化材料。TiO2光催化剂在抗菌除臭，分解污水中的有机物，还原金属离子，废气的净化，分解水等方面有着广泛的应用。 ;什么是光催化;光合作用也可以看作光催化;二、TiO2光催化剂的作用机理;光催化氧化反应机理; 当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子和空穴? ? ;半导体光催化机理示意图;??? 具体来说（见下图），在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其价带上的电子（e-）就会被激发到导带上，同时在价带上产生空穴（h+）。激发态的导带电子和价带空穴又能重新合并，并产生热能或其他形式散发掉。当催化剂存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时，电子和??穴的复合得到抑制，就会在催化剂表面发生氧化—还原反应。价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原剂，在半导体光催化反应中，一般与表面吸附的H2O，O2反应生成氧化性很活波的羟基自由基（?OH）和超氧离子自由基（?O2-）。能够把各种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子，而且因为他们的氧化能力强，使一般的氧化反应一般不停留在中间步骤，不产生中间产物。 ;其中，光催化分解反应机理如下：;三、掺铁TiO2光催化剂的制备方法;浸渍掺铁法 用溶胶-凝胶的方法制备出纳米二氧化钛粉末，再经过400℃煅烧3h除去有机基质后作母体，用浸渍的方法掺入最佳的掺铁量的铁离子。并将此样品分别在350℃，400℃，450℃，500℃，550℃，600℃煅烧3h。 ;四、TiO2的应用与发展;光催化技术应用领域;;纳米光催化空气消毒反应器;纳米二氧化钛光催化剂的发展之路 ;第三进行应用新领域的研究：如纳米二氧化钛防弹服，防水气、防污的玻璃、陶瓷、防污液晶显示器，防污塑料、防癌制剂，保鲜制剂等。 ;