理论教育 光催化剂:光能转化化学能的作用机制

光催化剂:光能转化化学能的作用机制

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:而光催化剂通常被定义为在吸收辐射光的条件下能够使反应成分发生化学转变的化合物,其激发态能重复与反应成分相互作用形成反应中间产物,并且自身能够在每一次相互作用后自行复原而不进入反应产物的结构中。在自然界中,光催化现象普遍存在,其中的光催化剂也称为光触媒,其能够利用自然界存在的光能产生化学反应所需的能量而发挥催化作用,使周围的氧气和水分子被激发分解形成多种具有高氧化性的自由基。

光催化剂:光能转化化学能的作用机制

光催化(photocatalysis)属于催化化学和光化学的交叉领域,一般是指光催化反应,通常是由光吸收、光催化以及由此引发的化学变化三部分组成。2007年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的《光化学术语大典》(Glossary of Terms Used in Photochemistry)对光催化有如下定义:在紫外光可见光或红外光辐射条件下,光催化剂(photocatalyst)吸收光后能改变化学反应的速率、初始状态以及所涉及反应成分的化学转变。而光催化剂通常被定义为在吸收辐射光的条件下能够使反应成分发生化学转变的化合物,其激发态能重复与反应成分相互作用形成反应中间产物,并且自身能够在每一次相互作用后自行复原而不进入反应产物的结构中。在自然界中,光催化现象普遍存在,其中的光催化剂也称为光触媒,其能够利用自然界存在的光能产生化学反应所需的能量而发挥催化作用,使周围的氧气和水分子被激发分解形成多种具有高氧化性的自由基。它们几乎可分解所有对自然环境和生物体有害的有机物质及部分无机物质,不仅能加速相关化学反应,使之符合自然界的发展规侓,而且不导致资源浪费和附加污染的形成。20世纪60年代,纳米TiO2光催化剂的发现极大地促进了光催化技术的发展和应用,而光催化技术在著名的Fenton反应中的引入也使高级氧化技术快速进步。时至今日,光催化技术已经在水体和空气净化、抗菌除臭、防霉防藻和防污自洁等环境污染控制和修复工程领域中获得广泛应用。(www.daowen.com)

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