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能源科学技术
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光触媒PHOTOCATALYST是光 Photo=Light + 触媒(催化剂)catalyst的合成词。光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用,使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质,不仅能加速反应,亦能运用自然界的定侓,不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用",吸收二氧化碳,利用光能转化为氧气及有机物。

基本信息

  • 中文名称

    光催化

  • 外文名称

    PHOTOCATALYSIS

  • 意义

    促进化学反应的物质

  • 代表

    光合作用

折叠 编辑本段 催化反应

光触媒的作用

抗菌性: 杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌

绿脓杆菌、病毒等。

空气净化:分解空气中有机化合物及有毒物质:苯、甲醛、氨、TVOC等。

除臭 :去除香烟臭、垃圾臭、生活臭等恶臭。

防霉防藻: 防止发霉、防止藻类的产生,防止水垢的附着。

防污自洁:分解油污、自清洁。光催化系统光催化系统

光触媒的特性

.安全性

作为食品药品添加剂,经过美国FDA认证,使用非常安全(需要说明的此处应该指微米及以上尺度的二氧化钛,其他材料的光触媒或是更小尺度的二氧化钛的安全性并未得到严格认证)。

.持久性

由于光触媒只是提供了反应的场所,它本身并不参与化学反应,所以它的作用效果是持久的(在存在大量矿物质的情况下,也存在钝化的可能。比如对硬水处理是可能发生碳酸钙等水垢沉积时作用效果会很快下降)。

折叠 编辑本段 当前进展

光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射,结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 " 本多 · 藤岛效果 " (Honda-Fujishima Effect)而闻名,该名称组合了藤岛教授 和当时他的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。

由于是借助光的力量促进氧化分解反应,因此后来将这一现象中的氧化钛称作光触媒。 这种现象相当于将光能转变为化学能,以 当时正值石油危机的背景,世人对寻找新能源的期待甚为殷切, 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目,但由于很难在短时间内提取大量的氢气,所以利用于新能源的开发终 究无法实现,因此在轰动一时后迅速降温。

1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行, 日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念,并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的 专利数目亦最多,其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测 试等。以此为契机,光触媒应用于抗菌、防污、空气净 化等领域的相关研究急剧增加,从1971年至2000年6月 总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。二氧化钛 TiO2光触媒的广泛应用,将为人们带来清洁的环境、健康的身体。

物体之长度为10 -6 米称为微米(Micrometer; um),10 -9 米称为纳米(Nanometer; nm)。各种应用材料也将由微米逐渐进入纳米时代。 纳米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所组成。粒径极为微细,具有极大的比表面积,且随着粒径的减少,表面原子百分比提高。在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的现象。表面能量占全能量的比例大幅提高,使纳米材料具吸附、光吸收、 熔点变化等特性。利用纳米超微粒子技术与特性,研发出材料本身在反应时完全不 参与作用,却可促进并提高反应能量,以催化目标反应的触媒技术已运用于环境清洁作用上,促使有害或有毒物质加速反应成为稳定而无害物质,达到环保效果。

纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,就像植物的光合作用中的叶绿素。TiO2光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。

折叠 编辑本段 光催化

作者: 张金龙 定价:¥ 20.00 元

出版社: 华东理工大学出版社

出版日期: 2004年12月

ISBN: 7-5628-1609-3/O112

开本: 16 开

类别: 物理化学,化学工程及设备,精细化工,材料科学

页数: 184 页

简介

本书作者根据近年来的研究结果并结合国内外最近的研究成果,着重介绍了集中于界面过程的多相光催化原理,分子和半导体底物中的电子激发过程,并着重阐述半导体催化剂的表面改性等。

目录

第一章 光催化中的电子过程

第二章 TiO2光催化剂的结构、表面性能及其制备

第三章 贵金属沉积对光催化活性的影响

第四章 复合半导体光催化剂

第五章 非金属掺杂光催化剂

第六章 光催化过程中的过渡金属离子

第七章 染料敏化二氧化钛光催化

第八章 分子筛中高分散催化剂的定域结构,激发态和光催化反应活性

第九章 非均相光催化

第十章 二氧化钛光催化膜

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