光催化技术研究进展课件

1、光催化技术研究进展主要内容 光催化简介 光催化分类方法 光催化材料 光催化的展望一、光催化的简介二、光催化的分类方法三、光催化材料四、光催化的未来发展一、光催化简介光催化的定义及发展史光催化的原理光催化的应用I. 光催化的定义Photocatalysis; Photochemical catalysis; 材料在光照下，通过把光能转变成化学能，促进有机物的合成或有机物降解的过程； IUPAC1-2通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应 半导体材料在光的照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解。图1. 与“光催化”相关的文献总量年度变化规律图 II. 光催化的发展 以太阳能化学转换和储

2、存为主要背景的半导体光催化特性的研究始于1917 年。1972 年日本科学家Fujishima和Honda用TiO2薄膜为电极，利用光能分解水而生成氢气的实验。 光催化简介1发展II. 光催化的发展历程该特性引起了光催化工作者的极大兴趣 开创了半导体光催化技术的新纪元。 1976 年，John.H.Carey-TiO2光催化氧化法成功用于污水PCB 化合物脱氯去毒 学术界围绕太阳能利用、光催化降解有机物等展开了多方面的研究。1985年，Mutsunaga等发现在金属卤灯发出的近紫外光照射下， TiO2- Pt电极具用杀菌效果 开创了用光催化方法杀菌消毒的先河。 光催化简介1发展。其具备良好的耐

3、候性、耐化学腐蚀性、抗紫外线能力强、透明性优异等特点广泛应用于汽车、感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、气体传感器及电子材料等一、光催化简介光催化的定义及发展史光催化的原理光催化的应用机 理光催化剂（如TiO2等）受到能量大于禁带宽度的光照射，价带上的电子 e-受到激发，跃过禁带进入导带，留下空穴h+， h+具有强氧化性， e-具有强还原性，二者形成氧化、还原体系。活泼的空穴电子都有能力氧化和还原吸附在表面上的物质。光催化简介2机理光生e- 和h+ 除了可直接与反应物作用外，还可与吸附在催化剂表面上的O2、OH- 和H2O 发生一系列反应，生成具有高度化学活性的羟基自由基OH

4、 及H2O2，这些活性物质把吸附在催化剂表面上的有机污染物降解为CO2、H2O 等。光催化简介2机理光催化简介2机理光解水的反应机理光催化简介2机理光催化杀菌的反应机理一、光催化简介光催化的定义及发展史光催化的原理光催化的应用光催化分解水光催化降解空气或水中的有机物光催化杀菌太阳能电池（或其他“光-电”转换装置）3. 光催化的应用例 1.例 2.一、光催化的简介二、光催化的分类方法三、光催化材料四、光催化的未来发展根据激发光波长紫外光催化可见光催化全波长光催化2. 根据光催化对象或催化用途来分 光催化降解有机物（包括光自洁） 光催化杀菌 光催化分解水 光催化生电装置太阳能电池3. 根据光催化材

5、料二、光催化的分类可见光光催化剂目前报道的光催化剂大多效率低，带隙较宽，只能在紫外区显示光化学活性，在太阳光谱中紫外光(400 nm 以下）不到5 %，而波长为400750 nm 的可见光占到43 %为了有效地利用太阳光，研究在可见光下具有高效光催化活性的催化材料非常有意义，寻求廉价、环境友好并具有高性能的可见光光催化材料将是光催化发展进一步走向实用化的必然趋势光催化分类方法一、光催化的简介二、光催化的分类方法三、光催化材料四、光催化的未来发展半导体： 光催化剂半导体有ZnS、TiO2、ZnO、CdS、 SnO2和Fe3O4等 卤化银材料作为一种可见光催化剂受到广泛关注三、光催化材料专题 I光催化治理水污染专题II-光催化杀菌专题III光催化分解水专题IVTiO2光催化材料一、光催化的简介二、光催化的分类方法三、光催化材料四、光催化的展望 成熟的光催化技术是完全以太阳光作为能量来源，因此是一种低能耗甚至零能耗的技术，同时由于没有二次污染物的产生，因此是一种低能耗的清洁技术；随着光催化机理、光催化材料