UV光催化技術(shù)的基本原理是什么？

來源：發(fā)布時(shí)間：2024-12-06

UV光催化技術(shù)的基本原理主要涉及光吸收和電荷分離兩個(gè)關(guān)鍵過程。

1.光吸收：在UV光催化過程中，催化劑（如納米TiO2等）暴露在紫外光下，會(huì)吸收紫外光的光子能量。這一能量足以激發(fā)催化劑內(nèi)部的電子，使其從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，從而在催化劑內(nèi)部形成電子-空穴對(duì)。這一過程是光催化反應(yīng)的關(guān)鍵起點(diǎn)。

2.電荷分離：正常情況下，電子和空穴會(huì)迅速復(fù)合，釋放能量并降低催化活性。但在UV光催化過程中，由于紫外光的光子能量較高，電子和空穴能夠被有效驅(qū)離到催化劑的表面，形成穩(wěn)定的電荷分離狀態(tài)。這種分離后的電子和空穴可以分別參與還原和氧化反應(yīng)，從而賦予催化劑以催化活性。

具體而言，在光催化降解有機(jī)污染物的過程中，電子可以參與還原反應(yīng)，如將氧氣還原為羥基自由基（OH·）；而空穴則可以參與氧化反應(yīng)，如將水氧化為羥基自由基。這兩種自由基都具有極強(qiáng)的氧化能力，能夠迅速氧化并降解有機(jī)污染物，將其轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳、水等物質(zhì)。

綜上所述，UV光催化技術(shù)通過紫外光激發(fā)催化劑產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，并促進(jìn)這些電子和空穴在催化劑表面的穩(wěn)定分離和有效參與氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的降解和凈化。這一技術(shù)具有高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)，在空氣凈化、水處理、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

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標(biāo)簽： UV光催化光吸收電荷分離

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