·34. 前言
化工中间体 Chenmical Intermediate
TiO,光催化技术及废水处理用光催化反应器
于娜娜孙彬峰孙永杰边志强（中北大学化工与环境学院，山西太原030051）
2012年第01期
摘要：本文介绍了光催化氧化技术的基本原理，影响光懂化活性的因索，及光催化反应器的分类及具体介绍，并对光僵化反应器的发展始势进行了展塑。
关键调：TIO；光催化：度水处理
中国分类号：X703.3文献标识码：人文室编号：T1672-8114(2012)01-03405
纳米半导体材料在光的照射下，通过把光能转化
为化学能，促进化合物的合成或使化合物降解的过程称之为光催化。光催化技术的优点是反应条件温和，能在紫外光照射或暴露在太阳光下发生，能耗低；反应速度快，一般需要几分钟到几个小时；降解没有选择性，儿平能降解任何有机物：操作面便，可减少二次污染。在目前广泛研究的禁带n型半导体化合物中，TiOz、CdS和ZnO的催化活性最高，但CdS、ZnO容易发生光化学腐蚀而产生对生物有毒性、对环境有害的Cd,+、Zn+离子。而TiO,光照后不发生光腐蚀，耐酸碱性好，化学性质稳定，对生物无毒性；来源丰富，禁带宽度较大，产生光生电子和空穴的电势电位高，有很强的氧化性和还原性"。因此，TiO,是光催化领域最普遍适用的光催化剂。
1TiO2光催化氧化技术基本原理
电子-空穴作用原理是TiO,光催化氧化技术机理中比较成熟的理论。其示意图如图1所示围。
图1半导体能带理论：电子-空穴作用示意图
在未受光催化作用的情况下，半导体的能带结构由价带和空带两个能带组成。相临2个能带之间的能作者简介：于娜娜（1987-），女，阿北沧州人，中北大季化工与环境学院在读颈士主要研究方向：超重力场中的多相流传质与化学反应
万方数据
空
E（旅等定度）美带电子跃证
扩做
（还算反应）导带
复合E（等零文度）第带
（8）
量范围称为禁带，而相临2个能带之间的能量差就是禁带宽度，也称为带隙能。在光照下，如果光子能量大于禁带宽度，则会激发价带上的电子进入空带，空带接收电子而成为导带。同时由于电子的联迁而在价带上产生空穴（h+）。光生电子具有极强的还原能力，光生空穴具有极强的氧化能力，当其迁移到半导体表面时，则与表面的俘获位结合或与表面欲处理污染物发生氧化还原反应，达到废水净化的目的川，其反应如下：
（1）Ti0,受强光子（波长小于387.5nm）照射，价带上的电子跃迁，激发电离出电子同时产生空穴：
+++
（2）h+将、H,0氧化为，从而进行表面物质的氧化反应：
Tio, +hy-→+h*+e*+To, TO, +hy→+h*+e*+To,
（3）将0,还原为，经质子化作用最终也成为：