光催(cuī)化反(fǎn)應介紹
更新(xīn)時間(jiān):2023-12-08 點(diǎn)擊(jī)次(cì)數:2196

光催化反(fǎn)應(yīng)介紹(shào) |
光催化(huà)是(shì)藤島(dǎo)昭(zhāo)教授在1967年(nián)的(dí)一(yī)次(cì)試驗中,對放入(rù)水中的氧化(huà)鈦單(dān)晶進(jìn)行(háng)紫外燈照射(shè),結果發現水(shuǐ)被分解(jiě)成(chéng)了氧(yǎng)和氫而發(fā)現(xiàn)的。通俗意(yì)義(yì)上(shàng)講觸媒(méi)就是催化(huà)劑(jì)的意思,光觸(chù)媒(méi)顧名思(sī)義就是(shì)光(guāng)催(cuī)化劑(jì)。催化(huà)劑是(shì)加(jiā)速化學(xué)反應(yīng)的化學物質,其(qí)本身並不(bù)參(cān)與(yǔ)反應。光催(cuī)化劑(jì)就是在(zài)光子的激(jī)發下能夠(gòu)起到催化作(zuò)用的化(huà)學(xué)物(wù)質的(dí)統稱(chēng)。
光催(cuī)化(huà)劑的種(zhǒng)類(lèi)其實很多,包括(kuò)二氧(yǎng)化(huà)鈦(tài)(TiO2),氧化鋅(ZnO),氧化(huà)錫(SnO2),二(èr)氧化鋯(gào)(ZrO2),硫(liú)化鎘(CdS)等(děng)多種氧(yǎng)化物硫(liú)化(huà)物半(bàn)導(dǎo)體,另(lìng)外還(huán)有(yǒu)部分銀鹽,卟啉一(yī)等(děng)也有(yǒu)催化效(xiào)應(yīng),但他們基(jī)本都有一個缺(quē)點-----存在(zài)損耗,即反(fǎn)應前和反(fǎn)應後其(qí)本身會出(chū)現消耗,而(ér)且(qiě)它(tā)們(mén)大部分對人體都(dū)有一(yī)定的(dí)毒性(xìng)。所以,目前(qián)所(suǒ)知的最(zuì)有應(yīng)用價值(zhí)的光催化材(cái)料(liào),就是TiO2。 
如何(hé)解釋(shì)光催化這個反(fǎn)應(yīng)呢,其實,從宏(hóng) 觀看,可(kě)以(yǐ)把它(tā)理(lǐ)解成光合(hé)作用(yòng)的(dí)逆反(fǎn)應。
最(zuì)初(chū)的地球(qiú)環境不適合生物生存(cún),後來光合細(xì)菌和植物開(kāi)始(shǐ)用光合(hé)作用,用葉綠素作為(wéi)催化劑(jì),將無機(jī)物轉化(huà)為有機物(wù),它們(mén)花了(liǎo)近30億年才結束了地(dì)球(qiú)的惡劣環境,創造(zào)了(liǎo)地球生(shēng)物發(fā)展的溫床(chuáng)。而我們的(dí)光(guāng)催化反應則將這個(gè)反應反過來(lái)了(liǎo),即(jí)催化(huà)劑(jì)在(zài)光(guāng)的(dí)作用(yòng)下,將有(yǒu)機物(wù)轉化成了無機物(wù),這(zhè)對(duì)補完自然(rán)界的物(wù)質循(xún)環過(guò)程(chéng)具有(yǒu)巨大的(dí)意義(yì)。(大氧(yǎng)化(huà)事件與真(zhēn)菌)
那麼,光催(cuī)化(huà)的微觀(guān)反應是(shì)什麼樣的呢?通俗的(dí)說(shuō),二(èr)氧(yǎng)化(huà)鈦(tài)粒(lì)子本(běn)身是很穩定的(dí)存在,但是(shì)它吸(xī)收了(liǎo)紫外光的(dí)能量(liáng)以(yǐ)後,就(jiù)開(kāi)始變得“興奮(fèn)"起來(lái),把自己身上(shàng)的電子(zǐ)到(dào)處(chǔ)亂扔(rēng),於是,它拋出的電(diàn)子(zǐ)和自(zì)身(shēn)空出的“電(diàn)位"就變成了撕(sī)扯(chě)有(yǒu)機物(wù)大(dà)分子的(dí)“刀",而當(dāng)能量(liáng)減(jiǎn)弱以後,二氧化(huà)鈦粒子就(jiù)需(xū)要(yào)“歇會"了(liǎo),它(tā)扔(rēng)出去的(dí)電子也全(quán)部跑了(liǎo)回(huí)來,和空(kōng)出(chū)的電位結(jié)合(hé),於(yú)是,二氧化鈦粒(lì)子(zǐ)在不(bù)消耗自己的(dí)情況(kuàng)下,將有機物(wù)降解(jiě)了(liǎo),這(zhè)個過程(chéng)很復(fù)雜,但最終(zhōng)的產物是二(èr)氧化(huà)碳(tàn)和水(shuǐ)。

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