光催化影响因素.docx

,TiO2镀膜表面与水有较大的接触角,但经紫外光照射后,水的接触角减少到5度以下,甚至可以达到0度(即水滴完全浸润在TiO2的表面),显示非常强的亲水性。停止光照后,表面亲水性可以维持数小时到 1周左右,随后慢慢恢复到照射前的疏水状态。进一步研究证明,在光照条件下,TiO2表而的超亲水性起因于其表面结构的变化:在紫外光的照射下,TiO2价带电子被激发到导带,电子和空穴向TiO2表面迁移,在表而生成电子一空穴对,电子与Ti4+反应,空穴则与表面桥氧离子反应,分别形成正三价的钦离子和氧空位。此时,空气中的水解离吸附在氧空位中,成为化学吸附水(表面轻基),化学吸附水可进一步吸附空气中的水分,形成物理吸附层。研究表明,光照时间、光照强度、品面、环境气氛和热处理都会影响到TiO2的表面结构,从而影响到其光催化性能。还有研究表明,反应浓度低时,反应速率受水蒸气的影响不敏感,而反应物浓度高时,水蒸气的存在使反应速率降低。催化剂的失活除了表面氢氧基消耗所导致以外,反应物或反应中间产物在催化剂表面吸附从而占据了活性位也可引起其失活。。在晶格缺陷等其它因素相同时,表面积大则吸附量大,活性就高。一般认为光催化活性由催化剂吸收光的能力、载流子分离以及向表面转移效率决定。TiO2吸收光的能力越强,光照产生的电子一空穴对越多。分离的电子和空穴在能量弛豫中被底部捕获时,引起氧化还原的几率越大,光催化反应活性也就高。另外,表面的粗糙度、表面的结晶度、表面的轻基等也影响着表面的吸附和电子一空穴的复合,进而影响催化剂的活性。TiO2表面钛羟基(TiOH)结构在光催化过程中起着重要作用, Ti02光催化活性和表面Ti3+数量有关,如果Ti3+数量增加,光催化活性就提高了。,焙烧温度的提高会导致催化活性的降低,因为焙烧温度会对Ti02的表面产生影响。随着焙烧温度的提高,比表面积减少,表面吸附量有明显的减少趋势,并且焙烧温度升高到一定程度时会引起锐钦矿型TiO2向金红石型Ti02转变,这是导致其光催化性能下降的主要原因。***的影响,指出当pH小于7时,随pH降低Ti02表面的0H—减少。轻基自由基数量的减少,使反应速率下降。并且指出,pH=7左右降解速率有极