光催化機理
半導體的能帶結構通常是由一個充滿電子的低能價帶和一個空的高能價帶構成,它們之間的區域稱為禁帶.禁帶是一個不連續區域.當能量大于或等于半導體帶隙能的光波輻射此半導體催化劑時,處于價帶的電子(e)就會被激發到導帶上,價帶生成空穴(h+),從而在半導體表面產生具有高度活性的空穴/電子對.TiO2 的帶隙能為 3.2ev,相當于波長為 387.5nm光子的能量,當TiO2 受到波長小于 387.5nm的紫外光照射時,處于價帶的電子就會被激發到導帶上去,從而分別在價帶和導帶上產生高活性的光生空穴和光生電子.在電場的作用下,電子與空穴發生分離,遷移到粒子表面的不同位置.熱力學理論表明,分布在TiO2表面的空穴可以將吸附在其表面的OH-和H2O分子氧化成?OH.而電子(e-)具有很強的還原性,可使得TiO2
固體表面的電子受體如O2 被還原.O2 既可以抑制光催化劑上電子和空穴的復合,提高反應效率,同時也是氧化劑,可以氧化已經羥化的反應產物,是表面羥基自由基的另一個來源.締合在Ti4+表面的?OH的氧化能力是水體中存在的氧化劑中最強的,能夠氧化大部分的有機污染物及部分無機污染物,將其最終降解為CO2、H2O等無害物質,并且對反應物幾乎無選擇性,因而在光催化氧化中起著決定性的作用.從理論上說,只要半導體吸收的光能大于等于其帶隙能,就能被激發產生光生電子和光生空穴,該半導體就可以作為光催化劑,但從實際來看,一個具有實際應用價值的半導體光催化劑必須具有化學穩定性、光照穩定性、高效性和選擇性及較寬的光譜響應,同時還要考慮到材料成本和光匹配性等因素.
催化設備也稱為光氧催化廢氣凈化器，其技術特點：
1．無毒無任何副作用，完全超越了傳統的臭氧等空氣凈化器，能在有人在場的環境中持續滅菌、除塵，對人體無毒副作用。能廣譜地截獲殺滅空氣中的各類細菌，測試證明對軍團菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、黑色變種芽孢及自然菌殺滅率達99.9％以上，有效去除可吸入顆粒，達到1-10 萬級潔凈度。
2．消除污染有害氣體異味，初級電子在電場中獲得加速，撞擊空氣中的氧分子。等離子廢氣凈化器當能量超過氧分子的電離電位時氧分子迅速離子化。失去電子的氧分子變成正極性氧離子（O2+），而釋放的電子又與另一中性氧分子結合變成負極性氧離子（O2－），結果是氧離子的兩級分化并吸附中性氧分子形成O2+、O2－、O2 等氧聚集的離子群，具有極強的氧化性，可在很短的時間內將污染空氣中的有害成分氧化分解為無害的產物和水。
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