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发表时间:2023-04-17
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二氧化钛属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.3ev(锐钛矿),当它受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带的电子就会获得光子的能量而跃迁至导带,形成光生电子(e-);同时在价带中形成相应的光生空穴(h )。二氧化钛表面的光生电子e-易被水中的溶解氧等氧化性物质所捕获,而空穴h 则可氧化吸附于二氧化钛表面的有机物或把吸附在二氧化钛表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基,·OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化水中绝大部分的有机物及无机污染物,将其矿化成无机小分子、CO2和H2O等无害物质。
二氧化钛主要有两种晶型—锐钛矿和金红石型。两种晶型都是由相互连接的TiO6八面体组成,两者的差别主要是八面体的畸变程度和相互连接方式不同。锐钛矿型相比金红石型Ti-Ti键距大,Ti-O键距小。这些结构上的差异使得两种晶型有不同的电子能带结构,锐钛矿型二氧化钛的禁带宽度为3.3ev,大于金红石型的(为3.1 ev)。同时锐钛矿型二氧化钛较负的导带对O2的吸附能力较强,比表面较大,光生电子和空穴容易分离,这些因素使得锐钛矿型二氧化钛光催化活性大大高于金红石型二氧化钛。
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