一、光催化氧化設備簡介

     光催化凈化技術主要是利用光催化劑(TiO2)吸收外界輻射的光能，使其直接轉變?yōu)榛瘜W能。當能量大于禁帶寬度的光照射半導體時，光激發(fā)電子躍遷到導帶，形成導帶電子(e-)，同時在價帶留下空穴階(h+)。由于半導體能帶的不連續(xù)性，電子和空穴的壽命較長，它們能夠在電場作用下或通過擴散的方式運動，與吸附在半導體催化劑粒子表面上的物質發(fā)生氧化還原反應，或者被表面晶格缺陷俘獲。空穴和電子在催化劑粒子內部或表面也能直接復合，空穴能夠同吸附在催化劑粒子表面的HO-或H2O發(fā)生作用生成自由基HO?，HO?是一種活性很高的粒子，能夠無選擇的氧化多種有機物并使之礦化。

二、光催化氧化設備凈化原理

    光催化反應的本質是在光電轉換中進行氧化還原反應。根據半導體的電子結構，當半導體（光催化劑）吸收一個能量大于其帶隙能（Eg）的光子時，電子（e-）會從價帯躍遷到導帶上，而在價帶上留下帶正電的空穴（e-）。價帶空穴具有強氧化性，而導帶電子具有強還原性，它們可以直接與反應物作用，還可以與吸附在光催化劑上的其他電子給體和受體反應。例如空穴可以使氧化，電子使空氣中的O2還原，生成H2O2、·OH基團和?H2O，這些基團的氧化能力都很強，能有效地將有機污染物氧化，最終將其分解為CO2、H2O，達到消除VOCs的目的。

    一般采用納米半導體粒子為光催化劑，這是因為：①通過量子尺寸限域造成吸收邊的藍移；②與體材料相比，量子阱中的熱載流子冷卻速度下降，量子效率提高；③納米TiO2所具有的量子尺寸效應使其導電和價電能級變成分立的能級，能隙變寬，導電電位變得更負，而價電電位變得更正，這些使其具備了更強的氧化還原能力，從而催化活性大大提高；④納米粒子比表面積大，使粒子具有更強的吸附有機物的能力，這對催化反應十分有利，粒徑越小，電子與空穴復合幾率越小，電荷分離效果越好，從而提高催化活性。

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