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为什么光触媒同时具有三种功能

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发表于 2023-07-03 16:30:41
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楼主

光触媒在物体表面喷洒后,经自然干燥形成一层透明的纳米二氧化钛膜,这一层纳米膜同时具有三个方面的功能:降解有毒污染物(除甲醛去异味);抗菌防霉杀病毒;释放负离子。由于这三个功能的作用达到净化清新空气的目的,这一过程用图1表达。


为什么光触媒同时具有三种功能

图1光触媒净化清新空气的过程示意图

从图1可以看出,光触媒产品的三种功能很大程度上均来自一个强氧化性物种“羟基自由基·OH”。纳米二氧化钛是一种半导体氧化物,钛元素外层电子存在激发态空轨道,当具光照射晶体表面时,基态电子吸收光子能量跃迁到激发态,成为高能量自由电子,作用于水与氧分子就会形成强氧化性的羟基自由基,该自由基降解有机污染物,也可以杀灭细菌霉菌与病毒,或者转化为负氧离子,负氧离子另一个重要来源是高能量自由电子直接与氧气分子结合。当然,纳米二氧化钛晶体表面受光激发后产生自由电子,原位上会形成一个带正电荷的空穴(h+),它们也可以直接作用有机污染物,在杀灭细菌霉菌与病毒时也会起到作用。如图2所示,羟基自由基与空穴杀灭细菌霉菌与病毒时有三种途径(1)穿透细胞膜,漏液死亡;(2)氧化辅酶不能呼吸死亡;(3)破坏细菌DNA死亡。


为什么光触媒同时具有三种功能

图2羟基自由基与空穴杀灭细菌霉菌与病毒时有三种途径

当光子轰击纳米二氧化钛晶体表面时,激发出来的高能量自由电子可以与氧分子直接结合形成负氧离子,这也是光催化生成负氧离子的主要形成机理。如图3所示。


为什么光触媒同时具有三种功能

图3 光触媒光照下释放负氧离子过程示意图


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