TiO2光催化作用机理 

“光催化”这一术语的本身就意味着光化学与催化剂二者结合，因此，光和催化剂是引发和促进光催化氧化反应的必要条件。TiO2作为一种半导体材料之所以能够作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。根据定义，超细半导体粒子含有能带结构且能带是不连续的，其能级可用“带隙理论”描述，即物质价电子轨道通过交叠形成不同的带隙，由低到高一次是充满电子的价带、禁带和空的导带。TiO2禁带宽度为3.2eV，对应的光吸收波长阈值为387.5nm。当受到波长小于或等于387.5nm光照射时，价带上的电子会被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴。与金属导体不同，半导体的能带间缺少连续区域，受光激发产生的带电子和价带空穴。与金属导体不同，半导体的能带间缺少连续区域，受光激发产生的导带电子和价带空穴（也称光致电子和光致空穴）在复合之间有足够的寿命。

实际光催化反应过程中，反应能力取决于半导体的能带状况，以及被吸附物质的氧化还原电势。迁移到表面上的光致电子和空穴，如果没有与适当的电子和空穴俘获剂作用，则储备的能量在几个豪微秒之内就会通过复合而消耗掉。因此，电子结构、吸光特性、电荷迁移、载流子寿命及载流子复合速率的最佳组合对提高光催化活性至关重要。

摘自：通风工程

王汉青   主编

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