纳米TiO2光催化.ppt

纳米TiO2光催化剂
资科1201
11
蒋鹏
纳米TiO2光催化剂简介※
纳米TiO2光催化剂的特点
纳米TiO2光催化剂的制备※
纳米TiO2光催化剂的应用
总结
纳米TiO2光催化剂简介
什么是多相光催化剂?
多相光催化是指在有光参与的情况下,发生在催化剂及表面吸附物(如H2O,O2分子和被分解物等)多相之间的一种光化学反应。
光催化反应是光和物质之间相互作用的多种方式之一,是光反应和催化反应的融合,是光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。
纳米TiO2是一种新型的无机金属氧化物材料,它是一种N型半导体材料,由于具有较大的比表面积和合适的禁带宽度,因此具有光催化氧化降解一些化合物的能力,纳米TiO2具有优异的光催化活性,并且价格便宜,无毒无害等优点因此被广泛的应用。
纳米TiO2粉体
半导体是指电导率在金属电导率(约104~106Ω/cm)和电介质电导率( <1-10 Ω/cm)之间的物质,一般的它的禁带宽度Eg小于3eV。
半导体的能带结构
导带
价带
禁带
Eg< 3eV
掺杂半导体
N型半导体(正电荷中心起提供电子的作用,依靠自由电子进行导电)
P型半导体(负电荷中心起提供电子的作用,依靠空穴进行导电)
半导体
本征半导体(纯的半导体,不含有任何杂质,禁带中不存在半导体电子的状态,即缺陷能级)
实际半导体中,由于半导体材料中不可避免地存在杂质和各类缺陷,使电子和空穴束缚在其周围,成为捕获电子和空穴的陷阱,产生局域化的电子态,在禁带中引入相应电子态的能级。N型半导体的缺陷能级Ed靠近导带,P型半导体的Ea靠近价带。
Ec
Ed
Ev
价带
Ec
Ea
Ev
导带
价带
导带
P型半导体的能级
N型半导体的能级
常见的光催化材料
ZnO在水中不稳定,会在粒子表面生成Zn(OH)2
铁的氧化物会发生阴极光腐蚀
金属硫化物在水溶液中不稳定,会发生阳极光腐蚀,且有毒!
光催化技术的发展历史及研究领域
TiO2光催化剂的优点
TiO2的结构与性质
Ti
O
TiO6
金红石型
锐钛矿型
TiO2晶型结构示意图
TiO2光催化材料的特性
优缺点