加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

光触媒的光激发(Photo-Excitation)过程

(2012-06-19 09:57:15)
标签:

it

       光触媒(Photocatalyst)是什么?它的光催化特性从何而来?对此,我们必须有个基本认识,不能误传种种“谬见”。

      二氧化钛(TiO2)是一种很常见的金属氧化物,呈白色粉末状(White Powder)。细观起来,二氧化钛的导电性能不好,属于所谓“半导体”。但是,二氧化钛对光的照射非常“敏感”,其表面会“激动”起来,为我所用。当阳光(或人造光源,最好是荧光灯)照射二氧化钛表面时,其表层的电子会出现“光激反应”,也就是说,某些表层的电子获得了更多的能量,发生“跃迁”,而在原来的位置“遗留”一些“空穴”(Hole)。从物理上来看,“跃迁”的电子带负电(e-),而“空穴”带正电(用h+表示)。

        一般而言,这种电子、空穴”对”(Pair)是很不稳定的,“跃迁”的电子会释放多余的能量(光量子)又回到其“空穴”中去,一切又恢复了平静。但是,有时候会碰到这种情况:一个水分子(H2O)正好位于这种电子、空穴“对“(Pair)近旁(极为贴近),水分子的一个电子被拉进了”空穴“(填补了空缺),于是,问题就来了:此时,出现了单个的高能电子e-以及自由氢氧基OH+,后者的氧化还原能力极强,遇到任何有机物(碳水化合物),均会”撕破“其中的化学键,最终使其变为水(H2O)与二氧化碳(CO2)。皆大欢喜也。

        那么,那些游离的单个电子e-到哪里去了呢?实际上,e-遇到氧分子O2就会变为活性氧O-,这家伙更厉害,其氧化能力比臭氧(O3)还强,不用多说,也能杀灭细菌。总而言之,以上就是二氧化钛的光激发过程,以及其净化环境的原理。这里有个问题需要说明一下,”跃迁“电子与其”空穴“之间有一种”能量差“(Energe Gap),据此,可以利用普朗克(Planck)常数(h)能够计算出激活二氧化钛的光波长度最大为388纳米,处于可见光的边缘(一般是看不见的)。

        据说,有一种二氧化钛”纳米灯“,晚上开灯之后,室内空气得以不断净化。又听说,还有更神奇的“纳米灭蚊灯”(德国产品),真乃神灯也。我口中天天唠叨”纳米,纳米,纳米,......Nano,Nano,Nano,......“,如同念经。在第五次工业革命的浪潮中,纳米技术是主导技术,我不得不念这个”经“。有人不爱听,可以闭眼不看嘛!

         说句实在话,光触媒的原理其实就是”物质不灭“与”能量守恒“定律,世界上的所有”电子“都是一样的,比如:填补”空穴“的电子就不是原来的那个电子,但是,光触媒还是原来的那种”光触媒“,虽然,全身的电子都是新的。有人一听说”纳米“,总是觉得很“玄乎”,其实不然,无非是把数理化ABC的基本知识搬到纳米”小世界“而已。

        说明:看到一些我们国内的有关纳米产品介绍,满嘴胡说八道,真让人生气。


0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有