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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,會產(chǎn)生電子一空穴對??昭ň哂泻軓?qiáng)的氧化性,與表面的OH反應(yīng)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(xì)菌和病毒,也可以與很多難生物降解的有毒有機(jī)物反應(yīng)生成二氧化碳和水等無機(jī)物。

    氧化鋅納米材料有很強(qiáng)的吸附有機(jī)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(qiáng)的光催化降解有機(jī)物的能力,被認(rèn)為是一種極具應(yīng)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(jī)污染物的光催化機(jī)理。該反應(yīng)可以分為如下幾個過程:首先光源激發(fā),電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶,同時在價帶產(chǎn)生相應(yīng)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(yīng),還原和氧化吸附在表面上的物質(zhì)。
   
    光致空穴具有很強(qiáng)的得電子能力,具有強(qiáng)氧化性,可奪取半導(dǎo)體顆粒表面有機(jī)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,光生空穴還與水作用生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基,能夠無選擇性地攻擊大部分的有機(jī)物。電子從導(dǎo)帶傳送給反應(yīng)物的過程當(dāng)中,會與溶液體系所提供的分子氧形成過氧陰離子及其質(zhì)子化形式,然后發(fā)生歧化反應(yīng)生成過氧化氫。過氧化氫能與電子繼續(xù)作用生成羥基自由基。最后,經(jīng)過一系列反應(yīng),將污染物降解成為水、二氧化碳以及礦化物。