光催化剂TiO2的发展与应用

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光催化剂TiO2的发展与应用1二氧化钛光催化反应机理简述
Ti02是-种11型半导体，带隙能(Ebg)为3.2ev
(锐钛矿型)，相当于波长为387.5nm的光子能量。
当TiO：受到波长小于或等于387.5nm的光子能量
照射时，价带的电子跃迁到导带上，从而产生了光生
电子(e-)-空穴(h)对。
具有光催化活性的TiO：主要为两种晶型：锐
钛矿型和金红石型。两种晶型都是由相互连接的
TiO：八面体组成的，其差别就在于八面体的畴变程
度和相互连接的方式的不同。这些结构上的差别导
致了两种晶型有着不同的密度和电子能带结构。锐
钛矿型TiO：的光催化活性要远高于金红石型
TiO：，其原因在于：(1)锐钛矿型TiO：晶格中含有较
多的缺陷和位错，从而产生较多的氧空位来捕获电
子；而金红石型TiO：缺陷少，光生空穴和电子容易
复合；(2)金红石型TiO：光催化活性低，还可能与
高温处理过程中粒子大量烧结引起表面积的急剧下
降有关。TiO：受适当的光激发后，价带电子跃迁
到导带，形成导带电子(e)，同时在价带留下空穴
(h)。电子-空穴对的寿命较1长，它们能够与吸
附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原
反应，或者被表面品格缺陷俘获，空穴-电子对也可
以在催化剂粒子内部或表面直接发生复合陋]≌穴
能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或H：O发生