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    二氧化钛光催化原理[12]如下:TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.2ev(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越迁至导带[13]形成强还原性的导带电子,同时在价带上产生一个强氧化性的禁带空穴。前带也会相应改变。
    空穴由禁带吸附纳米二氧化钛表面的外来物质,从而使电子发生氧化反应,电子受体吸附到电子而被还原,生成强氧化自由基,从而使该氧化还原反应得以持续进行。
    与电子相比较而言,光生空穴具有更大的反应活性,因此就使得带有禁带的二氧化钛具有更高的催化活性。
     
    反应过程如下[14]:
    TiO2 + hv → h+ +e-    (1)    h+ +e-  → 热能    (2)
    h+  + OH- →•OH    (3)    h+ + H2O →•OH + H+    (4)
    e- +O2  → O2-    (5)    O2  + H+  → HO2•    (6)
    2 H2O•→ O2  + H2O2    (7)    H2O2  + O2  →•OH + H+ + O2    (8)
    •OH+dye→•••→CO2+H2O    (9)    H++dye→•••→CO2+H2O    (10)
    由上述这些反应可以得出,TiO2光催化降解有机物的反应,实质上也就是一种自由基的反应。
    Ti02主要有两种晶型—锐钛矿型和金红石型,锐钛矿型和金红石型均属四方晶系[15],图1-2为两种晶型的单元结构,在这两种晶型中,锐钛矿有较高的光催化活性[16]
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