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影响光氧催化设备性能的因素有哪些

影响光氧催化设备性能的因素有哪些
 
有几个因素影响光氧催化设备性能。安排了以下几点进行详细介绍。
1、催化剂产品结构的影响。
以二氧化钛为例,二氧化钛主要有两种晶型——锐钛矿和金红石,它们都属于四方晶系。两种晶型都是由相互连接的TO6八面体组成,每个T原子位于八面体的中心,被6个O原子包围。两者的主要区别在于八面体的畸变程度和互连方式不同。
金红石八面体不规则,略正交,其中每个八面体与10个环绕的八面体(包括两侧和8个角)相连;而锐钛矿八面体则有明显的正交畸变,其对称性低于前者,每个八面体与周围八个八面体(四边四角)相连。这些结构差异使得两种类型具有不同的电子能带结构。锐钛矿型二氧化钛的间隙宽度Eg为3.3eV,大于金红石型二氧化钛的间隙宽度Eg(Eg为3.1eV)。锐钛矿二氧化钛的负导带对O2的吸附能力更强,比表面积更大,光生电子和空穴容易分离。这些因素使得锐钛矿型二氧化钛的光催化活性高于金红石型二氧化钛。
2.催化剂粒度的影响。
催化剂的粒径直接影响光催化活性。当粒径较小时,单位质量的颗粒数较大,比表面积较大。对于一般的光氧催化设备反应,在反应物充足的条件下,当催化剂表面活性中心密度不变时,表面积越大,吸附的OH越多,活性越高?OH,从而提高催化氧化效率。当粒径在1 ~ 100 nm范围内时,会出现量子效应,变成量子化粒子,使得h++e-对具有更强的氧化还原能力,催化活性随着量子化程度的增加而增加。此外,尺寸的量子化可以使半导体获得更大的电荷迁移率,大大降低h+和e-复合的几率,从而提高催化活性。
3.光催化剂用量的影响。
在光氧化催化降解反应中,二氧化钛在反应前后几乎不被消耗。二氧化钛的量对整个降解反应速率有影响。二氧化钛光催化降解有机磷农药的结果表明,随着二氧化钛用量的增加,有机磷农药的降解速率开始增加,当当量增加到一定程度时,降解速率没有增加,而是降低。初始速率增加是由于催化剂的增加?OH增加。当催化剂增加到一定程度时,会影响光吸收。
4.光源和光强的影响。
电压谱分析表明,由于表面杂质和晶格缺陷的影响,二氧化钛在宽波长范围内具有光催化活性。因此,光源的选择是灵活的,如黑光灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、紫外线灯、杀菌灯等,且波长一般在250 ~ 400 nm范围内。太阳光作为光源的应用研究也取得了一些进展。实验表明,相当多的有机物可以被阳光降解。据报道,在低光强下,降解速率与光强呈线性关系,在中等光强下,降解速率与光强的平方根呈线性关系。
5、有机物种类和浓度的影响。
研究表明,DBS、SDS、BSD等阳离子、阴离子和非离子表面活性剂容易被光催化降解,分子中的芳烃比链烃结构更容易端裂,从而实现无机化。