化学词典告诉你光催化的原理和应用。光催化技术是一种新型的纳米环境净化技术。在光照条件下，光催化剂可持续净化室内外空气，对建筑外墙进行消毒灭菌，产生自清洁效果。
光催化原理
半导体光催化剂多为n型半导体材料(目前TiO2应用最广泛)，具有不同于金属或绝缘材料的特殊能带结构，即价带与导带之间存在禁带。由于半导体的光吸收阈值和带隙K=1240/Eg(eV)因此，常用的宽带间隙半导体的吸收波长阈值大多在紫外线区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时，半导体的价带电子从价带跳到导带，从而产生光生电子(e-)和空穴(h )。此时，吸附在纳米颗粒表面的溶解氧捕获电子形成超氧负离子，并将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，可以将大部分有机物氧化到最终产品CO2和H2O，甚至可以完全分解一些无机物。
光催化的应用
利用光催化净化技术去除空气中的有机污染物具有以下特点：
1直接用空气中的氧气作为氧化剂，反应条件温和(室温) 常压）
2.有机污染物可分解为二氧化碳、水等无机小分子，净化效果彻底。
三半导体光催化剂化学性质稳定，氧化还原性强，成本低，无吸附饱和，使用寿命长。
光催化净化技术具有室温深氧、二次污染小、运行成本低、以阳光为反应光源的优点。因此，光催化特别适合室内挥发性有机化合物的净化，在深度净化中具有巨大的应用潜力。
常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，如Tio2， ZnO,CdS,WO3等，其中Tio2综合性能最好，应用最广。自1972年Fujishima和Honda发现水的氧化还原反应可以继续发生在受辐照的Tio2上，人们对这一催化反应过程进行了大量的研究。结果表明，Tio2具有良好的抗光腐蚀性和催化活性，性能稳定，价格便宜，无毒无害，被公认为最佳光催化剂。该技术不仅在废水净化处理方面具有巨大的潜力，而且在空气净化方面具有广阔的应用前景。
