¿Cuál es el principio de la fotocatálisis?
El principio de la fotocatálisis es utilizar la luz para excitar semiconductores compuestos como el dióxido de titanio, y utilizar los electrones y huecos que generan para participar en reacciones de oxidación-reducción. Cuando la luz con una energía mayor o igual a la brecha de energía irradia una nanopartícula semiconductora, los electrones en la banda de valencia se excitarán para hacer la transición a la banda de conducción, dejando huecos relativamente estables en la banda de valencia, formando así pares electrón-hueco. .
Debido a que hay una gran cantidad de defectos y enlaces colgantes en los nanomateriales, estos defectos y enlaces colgantes pueden atrapar electrones o huecos e impedir la recombinación de electrones y huecos. Estos electrones y huecos atrapados se difunden a la superficie de las partículas respectivamente, generando así un fuerte potencial redox.
El principio de la fotocatálisis se basa en la capacidad redox de los fotocatalizadores en condiciones de luz, que pueden lograr el propósito de purificar contaminantes, sintetizar y transformar materiales. Normalmente, las reacciones de oxidación fotocatalítica utilizan semiconductores como catalizadores y luz como energía para degradar la materia orgánica en dióxido de carbono y agua.
Por lo tanto, como tecnología de purificación ambiental eficiente, segura y respetuosa con el medio ambiente, la tecnología fotocatalítica ha sido reconocida por la comunidad académica internacional para mejorar la calidad del aire interior.
Información ampliada:
Ventajas de la fotocatálisis
Funcionamiento sencillo, bajo consumo energético, ausencia de contaminación secundaria y alta eficiencia.
1. Utilice directamente oxígeno en el aire como oxidante y las condiciones de reacción sean suaves (temperatura y presión normales).
2. Puede descomponer contaminantes orgánicos en pequeñas moléculas inorgánicas como dióxido de carbono y agua, y el efecto de purificación es completo.
3. Los fotocatalizadores semiconductores tienen propiedades químicas estables, fuertes propiedades redox, bajo costo, sin saturación de adsorción y una larga vida útil.
La tecnología de purificación fotocatalítica tiene las ventajas de oxígeno profundo a temperatura ambiente, pequeña contaminación secundaria, bajos costos operativos y la posibilidad de utilizar la luz solar como fuente de luz de reacción. Por lo tanto, la fotocatálisis es particularmente adecuada para la purificación de interiores. La purificación en profundidad de compuestos orgánicos volátiles ha mostrado un gran potencial de aplicación. Los fotocatalizadores comunes son en su mayoría óxidos y sulfuros metálicos, entre los cuales el dióxido de titanio tiene el mejor rendimiento general y es el más utilizado.
Desde que Fujishima y Honda descubrieron en 1972 que la reacción redox del agua puede ocurrir continuamente sobre dióxido de titanio irradiado y producir hidrógeno, se han llevado a cabo muchas investigaciones sobre este proceso de reacción catalítica.
Los resultados muestran que el dióxido de titanio tiene buena resistencia a la fotocorrosión y actividad catalítica, tiene un rendimiento estable, es barato y fácil de obtener, no es tóxico e inofensivo, y actualmente está reconocido como el mejor fotocatalizador. Esta tecnología no sólo tiene un gran potencial en el tratamiento de purificación de aguas residuales, sino que también tiene amplias perspectivas de aplicación en la purificación del aire.
Enciclopedia Baidu - Principio de fotocatálisis