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光触媒定义及作用原理

2023-04-27   来源:   浏览量:328


(1)光触媒定义:

奥因光触媒是一种纳米级二氧化钛活性材料,它涂布于基材表面,干燥后形成薄膜,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,抗菌率高达99.99%,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。

(2)光触媒作用原理:

光触媒在特定波长(388nm)的光照射下,会产生类似植物中叶绿素光合作用的一系列能量转化过程,把光能转化为化学能而赋予光触媒表面很强的氧化能力,可氧化分解各种有机化合物和矿化部分无机物,并具有抗菌的作用。QQ浏览器截图20230427134746.png

 


   

 

 

 

 

 

氢氧自由基(·OH)及超级阴氧离子(·O

 

在光照射下,光触媒能吸收相当于带隙能量以下的光能,使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力,能与水或容存的氧反应,产生氢氧根自由基(·OH)和超级阴氧离子(·O)。如表1所示,这些空穴和氢氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol,具有很强的氧化能力,几乎能将所有构成有机物分子的化学键切断分解。因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理,达到净化空气、抗污除臭的作用。

1:各种化学键的氧化能

化学健

正孔和氢氧根自由基

-碳键

-氢键

-氮键

-氧键

-氢

-氢

氧化能(kcal/mol)

>120

83

99

73

84

111

93

 

此外,如表2所示,氢氧根自由基比作为消毒杀菌剂被广泛使用的次氯酸、双氧水和臭氧等具有更强的氧化能力,二氧化钛通过这种氧化能力破坏了细胞内的辅酶A等辅酶和呼吸作用酶等发挥抗菌作用而使细菌或真菌的繁殖中止;同时当带正电荷的空穴接触到带负电荷的微生物细胞后,依据库伦引力,相互吸附,并有效地击穿细胞膜,使细胞蛋白质变性,无法再呼吸、代谢和繁殖,直至细胞死亡,完成灭菌;并能将细菌或真菌释放出的毒素分解。

2:各种氧化剂的氧化电位

氧化剂

氧化电位(伏特)

相对氧化电位(对数值)

氢氧根自由基

2.80

2.05

氧原子

2.42

1.78

臭氧

2.07

1.52

双氧水

1.77

1.30

双氧自由基

1.70

1.25

次氯酸

1.49

1.10

氯气

1.36

1.00


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