光催化氧化反应原理

光催化氧化反应的原理可以用半导体的能带理论来阐述。以TiO2的催化氧化反应为例，n型半导体粒子纳米TiO2     UG-TA18的能带结构一般由低能价带和高能导带构成，价带和导带之间存在禁带。能带和导带之间的带隙能为3.2 ev。当半导体二氧化钛受到能量大于其禁带宽度的光源照射时，其价带的电子就被激发，跃迁到导带，产生原初电荷分离，从而产生导带电子和禁带空穴。这些电子和空穴对迁移到表面后，具有强的接收电子的倾向，可以参加氧化还原反应，直接将有机分子氧化为正碳自由基或将表面现象的水分子氧化为羟基自由基。生成的羟基自由基进攻有机物分子，使之氧化和分解，zui终使有机污染物转化为CO2、H2O和无机盐达到矿化。

 

外照式光催化反应器通常由石英玻璃或PYREX玻璃制成的冷阱和反应器组合使用。这种组合使用从照射方式划分上通常称为内照式，即辐照光由系统内部向外照射到反应容器和反应物质。其中，冷阱主要作用为降低灯管温度和滤除大部分红外热量。冷阱根据研究波长的划分分为石英玻璃冷阱和PYREX玻璃冷阱，石英冷阱主要为透射更多的紫外能量，而主要研究可见区的催化实验，可选择PYREX玻璃冷阱。冷阱的外部是反应器，反应器通常是由PYREX玻璃制成，并有多种形式。内照式反应器及相关系统的优势在于价格相对略低。