欢迎山东中康新材料有限公司官方网站!

30秒带你了解什么是光触媒

作者:山东中康新材料 发布时间:2022-04-18 10:51:20点击:24

【转载声明:本文由山东中康新材料有限公司网络收集整理,支持原创,尊重知识产权!】

    光触媒在近些年逐渐进入公众的视野,特别是光触媒抗菌的概念越来越流行,但是很多人并不知道什么是光触媒,以及抗菌的原理是什么?山东中康新材料为大家详细介绍光触媒抗菌的相关知识。

  • 什么是光触媒?

    

光触媒的应用.png

    光触媒也叫光催化剂,是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。具有代表性的光触媒材料是二氧化钛,它能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等),并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。日常生活中,光触媒能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等,高效净化空气;同时,能够有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。

  • 光触媒主要材料

    常用的光触媒材料主要为N型半导体材料,具有禁带宽度低等特点,常用的光触媒半导体材料为二氧化钛。ZrO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2等也是光触媒材料,2000年以来又发现一些纳米贵金属(铂、铑、钯等)具有更好的光催化性能,但由于其中大多数易发生化学或光化学腐蚀,然而贵金属成本则过高,都不适于日常应用。


相关阅读纳米光触媒在纺织品上的应用

  • 最新研究

    早在20世纪30年代就已经发现了以氧化锌为基底的光触媒材料。1967年,日本东京大学的本多健一教授和博士生藤岛昭发现用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应,即“本多-藤岛效应”(Honda-Fujishima Effect) ,打开了二氧化钛在光催化领域应用的大门。 1972年,《Nature》发表了Fujishima和Honda关于光催化在光解水领域的研究。开创了光催化研究的新篇章。

光触媒分解示意图.png

    1976年,Garey等开拓了光触媒在环保领域的应用,利用光催化降解水中污染物。此后,拓展半导体光触媒材料在生活科学方面的应用领域,将光能转化为其他能量便成了主要的研究方向。

    2015年,日本一公司开发了一种新型光触媒粒子,有望解决水不足问题。该粒子是由沸石粒子与二氧化钛微粒所构成,在紫外线照射下充分混合于污水中,可使污水净化成可饮用的程度。新型光触媒净水设备相当简便且高效,1天可净化高达3吨的水。高效清洁的光触媒材料在以节能为主题的时代,受到人们的强烈关注。

  • 反应机理

 

光触媒抗菌的反应机理.png

     光触媒光催化氧化是以N型半导体的能带理论为基础,半导体材料具有与金属不同的不连续能带结构,一般由填满电子的低能价带和含有空穴的高能导带构成,价带和导带之间存在禁带。当用能量等于或大于禁带宽度(又称带隙)的光照射时,价带上的电子(eˉ)会被激发跃迁至导带,在价带上产生相应的电子空穴(h+)并在电场的作用下分离迁移到表面。

    热力学理论表明,分布在表面的光生空穴因具有很强的吸电子能力,可将吸附在TiO2表面上的OH-和H2O分子氧化成羟基自由基等。羟基自由基的氧化能力极强,可强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物,将其最终降解为H2O、CO2等无害的小分子物质,并可破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。


相关标签:光触媒