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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » 请问前辈，光催化降解的真正机理？
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狂歌战戟

铁虫 (小有名气)

[求助] 请问前辈，光催化降解的真正机理？已有2人参与

两个问题：
（1）以二氧化钛为例，在紫外光激发下产生光生空穴和电子，然后电子和空穴将水和氧等氧化或还原为羟基自由基或超氧自由基。我想问的是有机污染物是全部被自由基降解还是同时被自由基和电子空穴氧化还原降解？如果二者同时发挥作用的话，具体比例为多少？
（2）tio2掺杂元素后形成掺杂能级，带隙变短，吸收波长红移，同时氧化还原电位会降低，所产生的电子空穴对是否还有足够的能力产生羟基自由基去降解有机物？
恳请大神指点一二！！
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1楼2015-12-17 15:57:37
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kinkilyou

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
liwentao2010: 金币+3, 辛苦 2016-04-28 15:42:25
狂歌战戟(liwentao2010代发): 金币+10 2016-04-28 15:43:16
1. 有机污染物可以直接和空穴反应，不过得看有机污染物的吸附量和氧化还原电位。日本的Tada教授有篇和空穴的直接反应与间接反应的论文，你可以去查一下看看。
2. 掺杂，带隙变短，有两种可能，一种价带升高，一种导带降低。导带降低的话和空穴没关系，价带升高的话，得看升的多高。太高不能产生羟基自由基去降解有机物。
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狂歌战戟
4楼2016-01-01 23:08:23
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kuku5837135

银虫 (正式写手)
一般文献上空穴把羟基氧化成羟基自由基的电位要求是1.99eV, 也就是说VB的电位大于1.99才能生成羟基自由基，反之不能，或许可以空穴直接氧化，但能力应该比自由基差一些
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7楼2016-04-30 20:55:35
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lxg133298

荣誉版主 (文学泰斗)

Stay Hungry. Stay Foolish.

优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
liwentao2010: 金币+3, 辛苦 2016-04-28 15:42:35
狂歌战戟(liwentao2010代发): 金币+10 2016-04-28 15:43:10
催化反应最后都归结为自由基的氧化还原反应。
电子和空穴不能直接参与反应？都是形成活性自由基，然后再参与反应
有机物的“降解” 有时可能是脱色，除非做TOC 分析
无论带隙减小与否 只有半导体能被激发都会产生光生载流子，只是复合的寿命长短而已。
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四时院中竹叶缘，三更梦里墨书香，几度浮生度日暮，一溪烟月枕中藏，雨解情思风锁门，雾迷书亭幻入真。
2楼2015-12-31 21:29:37
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道逍遥游

金虫 (小有名气)
(1)目前的看法是，通常情况下光催化对有机物的氧化过程都被认为是通过羟基自由基完成的，但是也有被超氧自由基(偶氮染料 Reactive Black 5在二氧化钛表面的降解)和空穴(乙醛酸在二氧化钛上的降解)直接氧化的。
(2)二氧化钛掺杂主要是调节其能隙，使其能够吸收可见光，与其电子空穴的性质没有关系，只要有电子空穴对产生，而且电子空穴对能转移到二氧化钛表面，就能对吸附的有机物进行降解，效率的高低问题。一般在光催化降解中很少提到氧化还原电位，在光解水制氢中氧化还原电位很重要。
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6楼2016-04-29 17:07:24
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普通回帖

狂歌战戟

铁虫 (小有名气)
送红花一朵
谢谢您，发帖好久了，只有您一个人回复，不过这些问题仍在困扰着我，锐钛矿带隙3.2v，金红石3.0v，而活性羟基自由基电位是2.8v，如果二氧化钛带隙缩小后，会不会无足够的能力去生成羟基自由基呢

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3楼2015-12-31 23:23:31
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狂歌战戟

铁虫 (小有名气)
送红花一朵
谢谢您，以后有问题再向您请教！

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5楼2016-01-02 18:12:03
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狂歌战戟

铁虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by kinkilyou at 2016-01-01 23:08:23
1. 有机污染物可以直接和空穴反应，不过得看有机污染物的吸附量和氧化还原电位。日本的Tada教授有篇和空穴的直接反应与间接反应的论文，你可以去查一下看看。
2. 掺杂，带隙变短，有两种可能，一种价带升高，一种导 ...

前辈您好，请问TiO2掺杂后禁带宽度减小，价带升高到多少对羟基自由基产生影响？有没有这方面的文献论述啊，我找了好久都没找到，想请教一下您啊！
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8楼2016-11-29 20:28:55
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man1021

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by kinkilyou at 2016-01-01 23:08:23
1. 有机污染物可以直接和空穴反应，不过得看有机污染物的吸附量和氧化还原电位。日本的Tada教授有篇和空穴的直接反应与间接反应的论文，你可以去查一下看看。
2. 掺杂，带隙变短，有两种可能，一种价带升高，一种导 ...

你好，可以告知是哪篇文章吗？

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9楼2017-11-06 21:00:20
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陈云宁。。。

银虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by man1021 at 2017-11-06 21:00:20
你好，可以告知是哪篇文章吗？
...

同问
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10楼2018-04-22 16:39:36
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