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氧化鋅的材料的光催化特性

    氧化鋅納米顆粒在受到大于禁帶寬度能量的光子照射后,會(huì )產(chǎn)生電子一空穴對??昭ň哂泻軓姷难趸?,與表面的OH反應生成氧化性很高的羥基自由基,活潑的羥基自由基可以殺死多種細菌和病毒,也可以與很多難生物降解的有毒有機物反應生成二氧化碳和水等無(wú)機物。

    氧化鋅納米材料有很強的吸附有機污染物的能力;而且與普通顆粒相比,它幾乎不引起光的散射,因而具有很強的光催化降解有機物的能力,被認為是一種極具應用前景的高效活性光催化劑。氧化鋅納米顆粒光催化降解水中有機污染物的光催化機理。該反應可以分為如下幾個(gè)過(guò)程:首先光源激發(fā),電子從價(jià)帶激發(fā)到導帶,同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應的空穴,從而生成電子一空穴對;然后電子與空穴分離并遷移到粒子表面的不同位置,參與氧化還原反應,還原和氧化吸附在表面上的物質(zhì)。
   
    光致空穴具有很強的得電子能力,具有強氧化性,可奪取半導體顆粒表面有機物或溶劑中的電子,使原本不吸收光的物質(zhì)被活化氧化。同時(shí),光生空穴還與水作用生成具有強氧化性的羥基自由基,能夠無(wú)選擇性地攻擊大部分的有機物。電子從導帶傳送給反應物的過(guò)程當中,會(huì )與溶液體系所提供的分子氧形成過(guò)氧陰離子及其質(zhì)子化形式,然后發(fā)生歧化反應生成過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫能與電子繼續作用生成羥基自由基。最后,經(jīng)過(guò)一系列反應,將污染物降解成為水、二氧化碳以及礦化物。


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