山东晟博为你讲解辉光裂解设备的机理

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辉光放电技术还原以n型半导体为催化剂,如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化学性质和光化学性质均十分稳定,且无毒价廉,货源充分,所以辉光放电技术还原去除污染物通常以TiO2作为光催化剂。主要是催化剂受光照射,吸收光能,发生电子跃迁,生成“电子—空穴”对,对吸附于表面的污染物,直接进行氧化还原,或氧化表面吸附的羟基OH-,生成强氧化性的羟基自由基OH将污染物氧化。

当用辉光照射半导体光催化剂时,如果光子的能量高于半导体的禁带宽度,则半导体的价带电子从价带跃迁到导带,产生光致电子和空穴。如半导体TiO2的禁带宽度为312 eV,当光子波长小于385 nm 时,电子就发生跃迁,产生光致电子和空穴( TiO2 + hν→e-+ h+)。

对半导体光催化反应的机理,不同的研究者对同一现象也提出了不同的解释。氘同位素试验和电子顺磁共振( ESR)研究均已证明,水溶液中辉光放电技术反应主要是通过羟基自由基(·OH)反应进行的,·OH 是一种氧化性很强的活性物质。水溶液中的OH- 、水分子及有机物均可以充当光致空穴的俘获剂,具体的反应机理[2]如下(以TiO2为例):

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