第六章-光催化技術(shù)與應(yīng)用

2023/11/161第六章光催化技術(shù)與應(yīng)用

近幾年來(lái)，多相光催化反應(yīng)有較迅猛的發(fā)展，而且越來(lái)越多的應(yīng)用半導(dǎo)體化合物作為催化劑。可用于光催化氧化、光催化分解水制氫、光催化還原、光催化異構(gòu)化反應(yīng)等。在環(huán)境治理方面，近年來(lái)在難降解污染物的處理方面得到了廣泛的研究。在工業(yè)廢水的處理及生活用水的深度治理等方面也展示了廣闊的應(yīng)用前景。本章結(jié)合納米光催化反應(yīng)機(jī)理、影響納米光催化作用的因素和近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)光催化的研究，討論了光催化在實(shí)際中的應(yīng)用所面臨的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展方向。2023最新整理收集do

something2023/11/162納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介納米TiO2光催化劑的制備納米TiO2光催化劑的表征納米TiO2光催化劑的應(yīng)用第六章光催化技術(shù)與應(yīng)用2023/11/163什么是多相光催化？

多相光催化是指在有光參與的情況下，發(fā)生在催化劑及表面吸附物（如H2O，O2分子和被分解物等）之間的一種光化學(xué)反應(yīng)。光催化反應(yīng)是光和物質(zhì)之間相互作用的多種方式之一，是光反應(yīng)和催化反應(yīng)的融合，是光和催化劑同時(shí)作用下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/164

半導(dǎo)體光催化劑有ZnS、TiO2、ZnO、CdS、SnO2和Fe3O4等，但是ZnS、ZnO、SnO2

、CdS和Fe3O4等的光腐蝕現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重降低了催化活性，而TiO2是一種新型的無(wú)機(jī)金屬氧化物材料，它是一種N型半導(dǎo)體材料，由于具有較大的比表面積和合適的禁帶寬度，因此具有優(yōu)異的光催化活性，并且價(jià)格便宜，無(wú)毒無(wú)害，且能夠連續(xù)使用而不失活。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/165

納米TiO2是一種附加值很高的精細(xì)無(wú)機(jī)功能材料，尺寸約在1nm－100nm之間。由于顆粒尺寸的微細(xì)化，使得納米TiO2具有塊狀材料所不具備的獨(dú)特性質(zhì)。其特有的小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、介電限域效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，導(dǎo)致納米二氧化鈦的光催化活性、降解有機(jī)物的深度以及光量子產(chǎn)率均較常規(guī)氧化鈦有大幅度的提高，因而納米氧化鈦光催化材料正成為納米科技較早直接造福人類的有力工具。

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/166半導(dǎo)體是指電導(dǎo)率在金屬電導(dǎo)率（約104~106Ω/cm)和電介質(zhì)電導(dǎo)率（＜1-10Ω/cm)之間的物質(zhì)，一般的它的禁帶寬度Eg小于3eV。

半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)

導(dǎo)帶價(jià)帶

禁帶Eg＜3eV摻雜半導(dǎo)體

N型半導(dǎo)體（依靠自由電子進(jìn)行導(dǎo)電）

P型半導(dǎo)體（依靠空穴進(jìn)行導(dǎo)電）半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體（純的半導(dǎo)體，不含有任何雜質(zhì)，禁帶中不存在半導(dǎo)體電子的狀態(tài),即缺陷能級(jí))納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/167

實(shí)際半導(dǎo)體中，由于半導(dǎo)體材料中不可避免地存在雜質(zhì)和各類缺陷，使電子和空穴束縛在其周圍，成為捕獲電子和空穴的陷阱，產(chǎn)生局域化的電子態(tài)，在禁帶中引入相應(yīng)電子態(tài)的能級(jí)。N型半導(dǎo)體的缺陷能級(jí)Ed靠近導(dǎo)帶，P型半導(dǎo)體的Ea靠近價(jià)帶。

EcEdEv價(jià)帶EcEaEv導(dǎo)帶價(jià)帶

導(dǎo)帶

P型半導(dǎo)體的能級(jí)N型半導(dǎo)體的能級(jí)納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/168半導(dǎo)體能帶寬度與粒子大小N(?)的關(guān)系示意圖納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介為什么要用納米半導(dǎo)體光催化劑？

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各種常用半導(dǎo)體的能帶寬度和能帶邊緣電位示意圖（pH=0）納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1610

1972年，F(xiàn)ujishima在N-型半導(dǎo)體TiO2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光催化分解作用，從而開(kāi)辟了半導(dǎo)體光催化這一新的領(lǐng)域。

1977年，YokotaT等發(fā)現(xiàn)了光照條件下，TiO2對(duì)環(huán)丙烯環(huán)氧化具有光催化活性，從而拓寬了光催化反應(yīng)的應(yīng)用范圍，為有機(jī)物的氧化反應(yīng)提供了一條新思路。

近年來(lái)，光催化技術(shù)在環(huán)保、衛(wèi)生保健、自潔凈等方面的應(yīng)用研究發(fā)展迅速，半導(dǎo)體光催化成為國(guó)際上最活躍的研究領(lǐng)域之一。光催化技術(shù)的發(fā)展歷史

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/16111.水中所含多種有機(jī)污染物可被完全降解成CO2，H2O等，無(wú)機(jī)污染物被氧化或還原為無(wú)害物2.不需要另外的電子受體3.合適的光催化劑具有廉價(jià)無(wú)毒，穩(wěn)定及可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)4.可以利用太陽(yáng)能作為光源激活光催化劑5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易控制，氧化能力強(qiáng)，無(wú)二次污染TiO2光催化劑的優(yōu)點(diǎn)納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1612TiO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)TiOTiO6金紅石型：共頂點(diǎn)且共邊銳鈦礦型:共邊TiO2晶型結(jié)構(gòu)示意圖納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介TiO2是n型半導(dǎo)體，氧空位（O2-）缺位是點(diǎn)缺陷部位，包括晶格氧空位、單橋氧空位、雙橋氧空位。2023/11/1613CrystalstructuresRelativedensityTypeoflatticeLatticeconstant

LengthsofTi-Obond/nmEg/eVacanatase3.84Tetragonalsystem5.279.370.1953.2rutile4.22Tetragonalsystem9.055.80.1993brookite4.13RhombicsystemTiO2晶體的基本物性納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1614銳鈦礦相和金紅石相TiO2的能帶結(jié)構(gòu)CB/e-VB/h+CB/e-3.2eV3.0eVVB/h+0.2eV兩者的價(jià)帶位置相同，光生空穴具用相同的氧化能力;但銳鈦礦相導(dǎo)帶的電位更負(fù)，光生電子還原能力更強(qiáng)混晶效應(yīng)：銳鈦礦相與金紅石相混晶氧化鈦中，銳鈦礦表面形成金紅石薄層，這種包覆型復(fù)合結(jié)構(gòu)能有效地提高電子-空穴的分離效率納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1615TiO2光催化材料的特性1.原料來(lái)源豐富，廉價(jià)。但光致電子和空穴的分離轉(zhuǎn)移速度慢，復(fù)合率高，導(dǎo)致光催化量子效率低2.光催化活性高（吸收紫外光性能強(qiáng);禁帶和導(dǎo)帶之間能隙大；光生電子的還原性和空穴的氧化性強(qiáng)）。只能用紫外光活化，太陽(yáng)光利用率低3.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定（耐酸堿和化學(xué)腐蝕），無(wú)毒。但粉末狀TiO2在使用的過(guò)程中存在分離回收困難等問(wèn)題研究方向：TiO2改性，提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化率及光催化效率TiO2是當(dāng)前最具有應(yīng)用潛力的光催化劑納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1616TiO2光催化劑的催化機(jī)理半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體存在一系列的滿帶，最上面的滿帶成為價(jià)帶（valenceband，VB）；存在一系列的空帶，最下面的空帶稱為導(dǎo)帶（conduction

band，CB）；價(jià)帶和導(dǎo)帶之間為禁帶。

當(dāng)用能量等與或大于禁帶寬度（Eg）的光照射時(shí)，半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子可被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，這樣就在半導(dǎo)體內(nèi)部生成電子（e-）－空穴（h+）對(duì)。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1617半導(dǎo)體價(jià)帶的光激發(fā)固體中的光激發(fā)和脫激過(guò)程空氣和溶液中通常是氧納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1618光生電子—空穴對(duì)的氧化還原機(jī)理納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1619TiO2光催化主要反應(yīng)步驟捕獲導(dǎo)帶電子生成Ti3+

hvH+VBE-CB復(fù)合

價(jià)帶空穴誘發(fā)氧化反應(yīng)捕獲價(jià)帶空穴生成Titanol基團(tuán)導(dǎo)帶電子誘發(fā)還原反應(yīng)TiO2納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1620

e-h+②①④③Ox-

Red+→→→CO2,Cl,H+,H2O

Red⑤TiTiHO⑥⑦TiO2光催化反應(yīng)基本原理及主要基元反應(yīng)步驟

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1621光催化反應(yīng)類型反應(yīng)物被光激發(fā)后，在催化劑作用下引起的催化反應(yīng)(催化的光反應(yīng))：由激發(fā)的催化劑K*所引起的催化反應(yīng)（敏化的光反應(yīng)）催化劑和反應(yīng)物有很強(qiáng)的相互作用，如生成配合物，后者再經(jīng)激發(fā)進(jìn)行的催化反應(yīng)（一般為均相反應(yīng)）在經(jīng)多次激發(fā)后的催化劑作用下引發(fā)的催化反應(yīng)（催化劑的光調(diào)節(jié)）光催化氧化-還原反應(yīng)納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1622

TiO2光催化活性的光催化的影響因素TiO2晶體結(jié)構(gòu)的影響

在TiO2的三種晶型銳鈦礦、金紅石和板鈦礦中，銳鈦礦表現(xiàn)出較高的活性，原因如下：

1.銳鈦礦較高的禁帶寬度使其電子空穴對(duì)具有更正或更負(fù)的電位，因而具有較高的氧化能力

2.銳鈦礦表面吸附H2O，O2及OH-的能力較強(qiáng)，導(dǎo)致光催化活性較高

3.在結(jié)晶過(guò)程中銳鈦礦晶粒通常具有較小的尺寸及較大的比表面積，對(duì)光催反應(yīng)有利納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1623TiO2表面結(jié)構(gòu)的影響

光催化過(guò)程主要在催化劑表面發(fā)生，對(duì)于單純的TiO2光催化劑，影響其光催化活性的表面性質(zhì)如下：

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1624催化劑顆粒直徑的影響

催化劑粒子的粒徑越小，單位質(zhì)量的粒子數(shù)越多，比表面積越大，催化活性越高；但比表面積的增大，意味著復(fù)合中心的增多，如果當(dāng)復(fù)合反應(yīng)起主導(dǎo)作用的時(shí)候，粒徑的減小會(huì)導(dǎo)致活性的降低。當(dāng)粒徑在1~10nm級(jí)時(shí)會(huì)產(chǎn)生量子效應(yīng)。半導(dǎo)體禁帶明顯變寬，電子－空穴對(duì)的氧化能力增強(qiáng)。

半導(dǎo)體電荷遷移速率增加，電子與空穴的復(fù)合幾率降低?；钚栽龃蠹{米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1625溶液pH值的影響TiO2在水中的零電點(diǎn)（電荷為零的點(diǎn)）為pH=6.25當(dāng)溶液pH值較低時(shí)，TiO2表面質(zhì)子化，帶正電荷，有利于光生電子向表面遷移當(dāng)溶液pH值較高時(shí)，由于OH-的存在，TiO2表面帶負(fù)電荷，有利于光生空穴向表面遷移對(duì)于不同的物質(zhì)光催化降解有不同的最佳pH值，而且對(duì)于降解的影響非常顯著實(shí)踐證明，在pH=3~9時(shí)，TiO2通常具有較好的催化活性納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1626其他影響因素

除了前面提過(guò)的影響因素外，外加氧化劑、光源、光強(qiáng)、反應(yīng)液中的鹽等外界條件都可以對(duì)TiO2的光催化活性產(chǎn)生一定的影響。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1627

提高TiO2光催化活性的途徑

目前的TiO2光催化劑存在兩個(gè)問(wèn)題：

①量子效率低②太陽(yáng)能利用率低解決方法：貴金屬沉積復(fù)合半導(dǎo)體離子摻雜修飾表面光敏化表面還原處理表面鰲合及衍生作用超強(qiáng)酸化納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1628貴金屬沉積沉積Ag后的TiO2光催化性能

光生電子在Ag島上富集，光生空穴向TiO2晶粒表面遷移，這樣行成的微電池促進(jìn)了光生電子和空穴的分離，提高了光催化效率。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1629復(fù)合半導(dǎo)體

偶合型復(fù)合半導(dǎo)體電荷分離示意圖

SnO2–TiO2電子轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1630離子摻雜修飾

摻雜離子提高TiO2光催化效率的機(jī)制可以概括為以下幾個(gè)方面：1.摻雜可以形成捕獲中心，價(jià)態(tài)高于Ti4+的金屬離子捕獲電子，低于Ti4+的金屬離子捕獲空穴，抑制電子-空穴復(fù)合2.摻雜可以形成摻雜能級(jí)，使能量較小的光子能激發(fā)摻雜能級(jí)上捕獲的電子和空穴，提高光子利用率3.摻雜可以導(dǎo)致載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度增大，從而延長(zhǎng)了電子和空穴壽命，抑制復(fù)合4.摻雜可以形成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti3+氧化中心納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1631

氮摻雜的二氧化鈦帶隙結(jié)構(gòu)

納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1632表面光敏化

S*ShvCBVB一AVBCBCBVBASAS一

光敏化的作用機(jī)理敏化劑激發(fā)后電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移給受體催化劑再生納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1633表面還原處理一方面，隨著TiO2表面Ti3+位的增多，TiO2的費(fèi)米能級(jí)升高，界面勢(shì)壘增大，減少了電子在表面的積累及與空穴的進(jìn)一步復(fù)合另一方面，在TiO2表面，Ti3+通過(guò)吸附分子氧，也形成了捕獲光生電子的部位

對(duì)于TiO2光催化反應(yīng)，電子向分子氧的轉(zhuǎn)移是光催化氧化反應(yīng)的速度限制步驟，故表面Ti3+數(shù)量越多，越有利于電子向分子氧的轉(zhuǎn)移。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介

TiO2表面具有鈦羥基結(jié)構(gòu)，他是捕獲光生電子和空穴的淺勢(shì)阱。與鈦羥基相比，Ti3+是一種更有效的光生電子界面轉(zhuǎn)移部位。2023/11/1634表面螯合及衍生作用

表面衍生作用及金屬氧化物在TiO2表面的螯合可進(jìn)一步改善界面電子傳遞效果，進(jìn)而影響TiO2光催化活性。1.可有效延長(zhǎng)光生電子-空穴的復(fù)合時(shí)間。2.能造成光催化劑TiO2的導(dǎo)帶向更負(fù)方向移動(dòng)。超強(qiáng)酸化增強(qiáng)催化劑表面酸性是提高光催化效率的一條新途徑。一方面，通過(guò)二氧化鈦的SO42-表面修飾（超強(qiáng)酸化），使催化劑結(jié)構(gòu)明顯改善，有效地抑制了晶相轉(zhuǎn)變，使得具有高光催化活性的銳鈦礦含量增加、晶粒度變小、比表面積增大、表面氧缺陷位增加。另一方面，SO42-/TiO2超強(qiáng)酸催化劑表面由于受到SO42-誘導(dǎo)的相鄰L酸中心和B酸中心組成了基團(tuán)協(xié)同作用的超強(qiáng)酸中心增大了表面酸量及氧的吸附量。納米TiO2光催化劑簡(jiǎn)介2023/11/1635納米TiO2的制備二氧化鈦合成物理法化學(xué)法機(jī)械粉碎法液相法氣相法液相沉淀法溶膠-凝膠法醇鹽水解法微乳液法水熱法TiCl4氫氧焰水解法TiCl4氣相氧化法鈦醇鹽氣相氧化法鈦醇鹽氣相水解法鈦醇鹽氣相熱解法2023/11/1636制備方法優(yōu)點(diǎn)不足液相沉淀法粒徑小，原料便宜易得工藝流程長(zhǎng)、廢液多、產(chǎn)物損失較大，純度低溶膠-凝膠法粒徑小，分布窄，晶型為銳鈦礦型，純度高，熱穩(wěn)定性好有機(jī)溶劑來(lái)控制水解速度，致使成本較高醇鹽水解法常溫進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗少，純度高大量有機(jī)溶劑來(lái)控制水解速度,致使成本較高微乳液法可有效控制TiO2顆粒的尺寸易團(tuán)聚水熱法晶粒完整，粒徑小，分布均勻，原料要求不高，成本相對(duì)較低反應(yīng)條件為高溫、高壓，材質(zhì)要求高液相法納米TiO2的制備2023/11/1637

液相沉淀法傳統(tǒng)的方法（前軀體：TiCl4,Ti(SO4)2）改進(jìn)后的方法(前軀體：TiOCl2不加堿性沉淀劑)TiOCl2水溶液65℃以下水解100℃左右水解白色晶型沉淀白色晶型沉淀加熱干燥加熱干燥金紅石型納米TiO2粉體銳鈦礦型納米TiO2粉體無(wú)定形的Ti(OH)4TiCl4或Ti(SO4)2過(guò)濾洗滌干燥600℃煅燒銳鈦礦型TiO2800℃煅燒金紅石型TiO2氨水,NaOH,(NH4)2CO3

納米TiO2的制備2023/11/1638溶膠-凝膠法(Sol-Gel)(前驅(qū)體(TNB))混合液均勻混合液均勻混合液黃色晶體鈦酸丁酯抑制劑(ACAC，HAc)加入總醇量2/3的醇

緩慢滴加

1/3醇+水?dāng)嚢璧渭欲}酸

測(cè)pH值真空干燥白色納米TiO2粉末

Sol-Gel法制備TiO2的工藝流程納米TiO2的制備2023/11/1639醇鹽水解沉淀法(前驅(qū)體(TNB))醇鹽水解法合成TiO2的工藝流程圖納米級(jí)TiO2醇鈦酸丁酯混合混合水酸醇水解陳化真空干燥煅燒納米TiO2的制備2023/11/1640水熱法1.前驅(qū)體:（TNB,NaOH調(diào)整pH)3mlTNB15mlC2H5OH

A

NaOHpH=5,6,8,10,12

B

Hydrothermalreactor180℃，5h

CoolCentrifugalLavationDrying

TiO2,powder納米TiO2的制備2023/11/16412.前驅(qū)體:TNB,尿素水解3mlTNB5mlC2H5OHCO(NH2)210mlC2H5OHABStirringCHydrothermalreactorCoolCentrifugalLavationDryingTiO2powder80℃,4h;180℃,4h納米TiO2的制備2023/11/16423.前驅(qū)體:TiCl4，NaOH調(diào)整pH2mTiCl410mlC2H5OHA

NaOH1,3,5,7mlBHydrothermalreactorWhiteTiO2powerCentrifugalLavationDryingCool180℃,8h納米TiO2的制備2023/11/1643微乳液法前驅(qū)體:TiCl4,NaOH，HCl調(diào)整pH洗滌干燥白色TiO2粉末混合超聲透明溶液A混合超聲透明溶液B混合,調(diào)整pH反應(yīng)釜180℃,8h冷卻離心16.8ml正庚烷2.7ml正己醇1.5gCTAB1.8mlTiCl4溶液16.8ml正庚烷1.5gCTAB2.7ml正己醇納米TiO2的制備2023/11/1644小結(jié)：

通過(guò)對(duì)各種方法制備出的納米TiO2對(duì)比，發(fā)現(xiàn)采用溶膠凝膠法制備的納米TiO2具有粒徑小，分布窄，晶型為銳鈦礦型，純度高，熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ暮铣煞椒?。是有可能?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的合成納米材料的方法。納米TiO2的制備2023/11/1645摻雜型納米TiO2的制備水熱法（摻雜Au）納米TiO2的制備5mlTiCl4(1mol/L)180℃,8hHydrothermalreactorCentrifugalLavationdryingPurplepowderCool

WhiteprecipitationNaOHNowhiteprecipitation6.8mlHAuCl4NaOH2023/11/1646微乳液法（摻稀土元素）離心洗滌干燥白色TiO2粉末混合超聲透明溶液A混合超聲透明溶液B混合,調(diào)整pH反應(yīng)釜180℃,8h冷卻16.8ml正庚烷2.7ml正己醇1.5CTAB1.8mlTiCl4

16.8ml正庚烷1.5gCTAB2.7ml正己醇稀土硝酸鹽+鹽酸超聲鹽溶液溶解納米TiO2的制備2023/11/1647溶膠-凝膠法(摻雜過(guò)渡金屬)

MCln

HCl少量C2H5OH超聲溶解澄清溶液HAc+H2OTNB加熱攪拌黃色膠體C2H5OH黃色溶膠陳化凝膠500℃,8h摻雜型納米TiO2納米TiO2的制備2023/11/1648納米TiO2光催化劑的負(fù)載

由于粉體的納米TiO2過(guò)程中存在著使用和回收不便的問(wèn)題，在實(shí)際的應(yīng)用中很難利用，因此需要對(duì)TiO2進(jìn)行負(fù)載，以便在實(shí)際中得到很好的應(yīng)用。納米TiO2的制備2023/11/1649浸漬法（載體為石棉繩、沸石、分子篩）石棉繩沸石分子篩100℃干燥納米TiO2溶膠浸泡2h,除乙醇灼燒,600℃8h負(fù)載型納米TiO2催化性能測(cè)定24h納米TiO2的制備2023/11/1650納米TiO2光催化劑的表征XRD溶膠-凝膠法2023/11/1651晶粒直徑計(jì)算Scherrer’sFormulaK=0.89λ=0.154178nmB=0.564*π/180=0.00984t=0.89*λ/(BCosθB) =0.89*0.154178nm/[0.00984*Cos(25.337/2)]=13.9nmK：謝樂(lè)常數(shù)B：衍射峰值半高寬的寬化程度納米TiO2光催化劑的表征2023/11/1652FE-SEMimagesofFe/Ceco-dopedTiO2

energyspectrumforFe/Ceco-dopedTiO2

納米TiO2光催化劑的表征2023/11/1653納米TiO2光催化劑的表征

adsorption/desorptioncurvesandporediameter/porevolumecurves

forTiO2andFe/Ceco-dopedTiO2

2023/11/1654催化性能的測(cè)試降解苯酚2023/11/1655降解甲醛（分子篩負(fù)載）催化性能的測(cè)試2023/11/1656納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1657納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1658環(huán)保方面的應(yīng)用A

.無(wú)機(jī)污染物的光催化氧化還原光催化能夠解決Cr6+、Hg2+、Pd2+等重金屬離子的污染光催化還可分解轉(zhuǎn)化其它無(wú)機(jī)污染物，如CN-、NO2-、H2S、SO2、NOx等B.有機(jī)化合物的光催化降解有機(jī)物催化劑光源光解產(chǎn)物烴TiO2紫外CO2，H2O鹵代烴TiO2紫外HCl，CO2，H2O羧酸TiO2紫外，氙燈CO，H2，烷烴，醇，酮酸表面活性劑TiO2日光燈CO2，SO32-染料TiO2紫外CO2，H2O，無(wú)機(jī)離子，中間物含氮有機(jī)物TiO2紫外CO32-，NO3-，NH4+，PO43-，F(xiàn)-等有機(jī)磷殺蟲劑TiO2紫外，太陽(yáng)光Cr，PO43-，CO2納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1659衛(wèi)生保健方面的應(yīng)用滅殺細(xì)菌和病毒可以用于生活用水的殺菌消毒；負(fù)載TiO2光催化劑的玻璃，陶瓷等是醫(yī)院、賓館、家庭等各種衛(wèi)生設(shè)施抗菌除臭的理想材料。

TiO2光催化劑殺菌的特點(diǎn)a.抗菌與殺菌迅速，殺菌能力強(qiáng)；b.同時(shí)具有抗菌和殺菌效應(yīng)；c.徹底的殺滅性d.具有防霉效應(yīng)；e.適用性和穩(wěn)定性；f.多功能性g.需要光的照射.納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1660使某些癌細(xì)胞失活

TiO2表面修飾血卟啉（Hp，hematioporphyrin），通過(guò)有選擇地局部或局域注射微粒到瘤內(nèi)，隨后用光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)紫外光集中照射瘤組織體，光激發(fā)TiO2顆粒表面生成強(qiáng)活性的反應(yīng)氧類（OH和H2O2）直接滲透進(jìn)入瘤組織體，而殺死瘤組織體內(nèi)的惡性細(xì)胞TiO2粉體癌細(xì)胞光纖人眼紫外光●Fujishaima等設(shè)計(jì)的癌細(xì)胞光催化殺滅治療裝置納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1661光照前光照后在小鼠的癌變部位注入納米TiO2納米TiO2的應(yīng)用1.注入部位2.未注入2023/11/1662防結(jié)霧和自清潔涂層方面的應(yīng)用

在紫外光照射下，水在氧化鈦薄膜上完全浸潤(rùn)。因此，在浴室鏡面、汽車玻璃及后視鏡等表面涂覆一層氧化鈦可以起到防結(jié)霧的作用

防霧作用納米TiO2的應(yīng)用2023/11/1663在窗玻璃、建筑物的外墻磚、高速公