TiO2光催化剂综述.doc

TiO2光催化剂综述.docTiO2光催化剂制备方法及应用综述摘要总结了近年来有关于二氧化钛光催化剂的制备方法以及用金属和非金属掺杂修饰二氧化钛光催化剂在降解有机物方面的应用。关键词二氧化钛光催化剂掺杂降解环境催化是当今催化领域的热点问题。自1972年Fujishima和Honda发现在TiO2电极上光催化分解水为七和。2,揭示了太阳能的利用途径;1973年东京大学Fujishima等提出了将TiO2光催化剂应用于环境净化的建议,从而推动了光催环境净化的研究。到1997年,日本推出了基于光催化技术⑴的室内空气净化技术,也称为光催化技术和光触媒技术。光催化技术在环境方面的应用主要包括在空气净化、水的净化、抗菌⑵净化以及除臭、防污、抗菌、防霉、防雾等方面,比如无菌病房等。纳米光催化剂的自身特点:(1)常温省能源(仅需低功率的UV光源);(2)杀菌能力强和广谱(无菌车间);(3)有毒有机物的彻底净化(使污染物彻底分解为C02和&0);(4)效率高,寿命长(可以循环使用);(5)维护简单、运行费用低;(6)无污染,无毒,卫生安全。光催化技术是一种高级氧化技术,与普通氧化过程利用热作为能量不同,光催化氧化以光作为能量的来源(下图为光催化原理图)团。导带©禁带/:人<400nm•():.,.¥•■..价带《)金红石矿型禁带紫外光AV380nm()导带0|相对于氢电极蔻母13)00)a02/H>0()oCL/2Cr(,c=KMA/MnO2(;=H2O,/2H2()()O3/O2()价带锐钛矿型锐钛型TiCh光催化剂存在不同能带(即导带和价带),,在波长小于400nm的光照射下,价带中的电子被激发到导带形成空穴(尸)-电子对(8)。在电场的作用下电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明:分布在表面的空穴将吸附在TQ表面H20和OH氧化成・OH自由基,而TiO2表面高活性的电子。一则可以使空气中的02或水体中的金属离子还原。•OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,其能量相当于15OOOK的高温,可以将有机化合物中化学键打断,将有机毒物彻底分解为CO?和&0。基于此,近年来光催化剂的研究成为热点。目前制备TiO2粉体的方法有很多,根据所需粉体的要求可以选择不同的制备方法,这些方法可分为物理法、化学法和综合法,本文分别对其进行了综述,力求为制备TiO2光催化剂提供参考。一、TiOz光催化剂的制备方法物理法⑷物理法是最早采用的纳米材料制备方法,其产品纯度高,但缺点是采用的是高能消耗方式。包括气象蒸发沉积法和蒸发-凝聚法两种方法在内。,在200-1OOOPa的He气下加热蒸发,收集凝固的细小颗粒到液氮冷却套管上,然后注入5000Pa的纯氧,使颗粒迅速、完全氧化成TiO2粉体。-凝聚法将平均粒径为3um的工业TiC>2轴向注入功率为60kw的高频离子炉Ar-O’,混合等离子矩中,在大约10000K的高温下,粗粒子的TiO2汽化蒸发,进入冷凝膨胀罐中降压,急速降温,得到粒径在10-,气相化学反应法和固相化学反应法。化学法制造的纳米粉体的特点是产量大,粒子直径可控制,也可以得到纳米管