半导体与光催化

常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．

什么是光催化？

光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用"，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。

半导体光催化氧化的原理

目前，研究最多的半导体材料有TiO2、Zno、CdS、WO3、SnO2等。由于TiO2的化学稳定性高、耐光腐蚀，并且具有较深的价带能级，催化活性好，可以使一些吸热的化学反应在光辐射的TiO2表面得到实现和加速，加之TiO2对人体无毒无害，并且通常成本较低，所以尤以纳米二氧化钛的光催化研究最为活跃。

我们知道当入射光的能量大于半导体本身的带隙能量（Bandgap）时，在光的照射下半导体价带（Valence band）上的电子吸收光能而被激发到导带（Conduction）上，即在导带上产生带有很强负电性的高活性电子，同时在价带上产生带正电的空穴（h+），从而产生具有很强活性的电子--空穴对，形成氧化还原体系。这些电子--空穴对迁移到催化剂表面后，与溶解氧及H2O发生作用，最终产生具有高度化学氧化活性的羟基自由基(.OH)，利用这种高度活性的羟基自由基便可参与加速氧化还原反应的进行，可以氧化包括生物氧化法难以降解的各类有机污染物并使之完全无机化，以TiO2为便说明有机物在光催化体系中的反应属于自由基反应。

　TiO2光催化反应机理包括以下几个过程：

（1）光激发过程：

　TiO2的带隙能Eg=3.2eV,可利用波长λ<=387.5nm的光子激发。在溶液中TiO2吸入λ<=387.5nm的光子后，即产生e- --h+(电子空穴)对。

　TiO2 + hv----->e- + h+

（2）吸附过程：

　TiO2在溶液中会发生如下的吸附反应：

　Ol2-+Ti(IV) <----->OlH-+Ti(IV) --- OH-

　Ti(IV)+H2O <----->Ti(IV) --- H2O

（3）复合过程：

　e- + h+ <----->heat

（4）捕集过程：

当TiO2粒子于水接触时，表面被羟基化，即h+可将吸附在TiO2表面的OH-离子和H2O分子氧化为.OH自由基，并仍吸附在TiO2表面。顺磁共振研究证明，在TiO2表面的确存在大量.OH自由基：

Ti(IV) -- OH- +h+ ----->Ti(IV) -- OH.

Ti(IV) -- H2O + h+ ----->Ti(IV) -- OH. + H+

与此同时，Ti(IV)吸收e-还原为Ti(III)若体系中有O2（溶解氧）存在，O2作为电子受体，生成过氧化物离子自由基：

Ti(IV) + e- <----->Ti(III)

Ti(III) + O2 <----->Ti(IV) -- O2-

（5） 其它自由基反应

Ti(IV) —— O2- .近一步还原生成H2O2：

　Ti(IV) -- O2- + 2h+ <----->Ti(IV) --H2O2-

　Ti(IV) -- O2- + h+ <----->Ti(IV) --H2O.

在溶液中，.OH、HO2.和H2O2之间可互相转化：

　H2O2 + .OH <----->H2O + HO2.

　这样光能就可在短时间内以化学能的形式贮藏起来，实现光能与化学能之间的转化。

（6）羟基自由基氧化有机物：

大量事实表明，半导体光催化氧化并不是通过空穴直接进行，而是通过其中的.OH自由基发生作用。

Ti(IV) -- OH- + R1.ads ----->Ti(IV) --R2.ads

.OH + R1.ads ----->R2.ads

Ti(IV) -- OH- + R1 ----->R2

.OH + R1 ----->R2

　.OH基是强氧化剂（E0=+3.07V），可将脂肪族碳链氧化为醇、醛、酸，最后脱羧生成CO2。对于芳香族化合物，OH.首先将苯环羟基化，然后与O2作用生成苯环上的过氧化自由基，进而开环生成脂肪族化合物，并随着氧化程度的加深，碳链逐步断裂，最终产物为CO2。 四、光催化氧化的潜在优势及其应用前景

由于光催化氧化法对于水中的烃、卤代有机物（包括卤代脂肪烃、卤代羧酸、卤代芳香烃）、羧酸、表面活性剂、除草剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等有机物，以及氰离子、金属离子等无机物均有很好的去除效果，一般经过持续反应可达到完全无机化。所以半导体光催化氧化技术作为一种高级氧化技术，与生物法和其它高级化学氧化法相比，具有以下的显著优势： 1.以太阳光为最终要求的辐射能源，把太阳能转化为化学能加以利用。由于太阳光，对于人类来说取之不尽、用之 　不竭，因此大大降低了处理成本，是一种节能技术。

2.光激发空穴产生的.OH是强氧化自由基，可以在较短的时间内成功的分解水中包括难降解有机物在内的大多数有　机物，它还具有将水中微量有机物分解的作用，因此是一种具有普遍实用性的高效处理技术。

3.半导体光催化剂具有高稳定性、耐光腐蚀、无毒的特点，并且在处理过程中不产生二次污染，从物质循环的角度　看，有机污染物能被彻底的无机化，因此是一种洁净的处理技术。

4.对环境要求低，对PH值，温度等没有特别要求。

5.处理负荷没有限制，即可以处理高浓度废水，也可以处理微污染水源水。

可见，半导体光催化技术既可以在处理废水时单独使用，也可作为对生物处理法的补充和完善，两种方法结合起来使用。

中国国土面积约为600多万平方公里，太阳能年辐射总量每平方厘米超过60万焦，开发利用前景十分广阔。在注重将太阳能转化为电能和热能应用的同时，也应注重将太阳能转化为化学能加以利用。

同时，根据我国目前净化水市场的发展情况看，半导体光催化易于在宾馆、办公室、家庭用净化器上首先取得成功。

总之，半导体光催化技术为彻底解决水污染提供了新的思路和新的方法，具有良好的应用前景。 五、光催化氧化染料废水的可生化研究进展

最理想的废水处理组合工艺是当今社会面临的一大挑战。一方面许多不同种类废水组成的问世，另一方面又要面对处理当中各种各样的问题。根据水的质量、最终需求和经济方面的要求，只用单一的处理技术是不可能完全达到要求或者是不经济的。例如，固体物质、油类和脂类的物理分离以及生物处理方法已经显示出在大多数情况下的经济性和可行性（市政废水、食品及农业加工废水等等），然而，也有一些情况下一友谊赛方法的处理效率并不理想。由此通常利用化学方法处理废水，其中大多数的原理是氧化--还原反应，而且已经转化为应用技术。台氯化、臭氧化和紫外照射过程，电化学处理以及利用.OH自由基氧化的方法，通过研究发现是一种去除有毒可溶性物质有效的方法。上述处理方法中的大多数已经被证实在该领域是十分有价值的，在去除污染物方面得到很好的结果。但是化学处理方法中也存在很多缺点，如需要大量氧化剂、能量及耗时等问题，与物理和生物方法相比仍显得价格较高。

使用如臭氧或.OH自由基这类的氧化剂进行对有机化合物的氧化，通常会产生新的氧化产物，在大多数情况下新生成的氧化产物比前者更容易被生物降解。

所以，考虑将化学氧化过程和生物氧化相结合。一方面，化学氧化过程可以有效的去除污染物的毒性，降低COD和色度等，有利于生物氧化过程的进行；另一方面，在投资和运行费用上，生物过程比化学过程便宜的多。生物过程的投资费用比采用如臭氧或过氧化物的化学过程要少五到十倍。与此同时，运行费用将少三到十倍。而且生物处理技术已经日臻成熟，已广泛的应用于水处理中。将光催化氧化技术与生物技术相结合必将是以后水处理的一个发展方向。

什么是光催化？

光催化是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用"，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。

什么是半导体，什么是光催化，什么是半导体与光催化

①从物理意义上说半导体是介于导体与绝缘体之间的材料。

②光催化是在一定波长光照条件下,半导体材料发生光生载流子的分离,然后光生电子和空穴在与离子或分子结合生产具有氧化性或还原性的活性自由基,这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水。

③在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化.一般用于做光催化剂进行光催化反应的材料都是半导体材料或具有半导体特性的物质。

什么是光催化作用

光催化是在一定波长光照条件下，半导体材料发生光生载流子的分离，然后光生电子和空穴在与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化。这种半导体光催化剂在光催化反应过程中起的作用就是光催化作用。

在光催化中MB指什么？

一般都是用次甲基蓝(MB),甲基橙(MO),罗丹明B(rhb),苯酚作为有机物降解物

uv光催化氧化装置什么牌子好，uv光催化氧

uv光氧废气处理器又叫光催化氧化装置，做的有很多，昊威环保还不错

什么是半导体光催化剂

半导体材料（semiconductormaterial）是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体材料是一类具有半导体效能、可用来制作半导体器件和整合电的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。

其用于光催化就叫做光催化剂

环境光催化与能源光催化有什么区别

光催化材料的研究和应用涉及的领域非常宽，包括材料、能源、环境和生命起源等。目前，光催化研究内容大体分为：分解水或相关溶液制氢、太阳能电池、光伏器件、大规模污水处理、氮和碳的光化学固定、光催化环境净化材料、光催化反应化学等。　本书在定义光催化反应、光催化剂概念的基础上，阐述了光催化剂设计、制备与修饰基础；光催化反应的基本机制，包括光催化剂的工作原理和反应过程动力学。对半导体表面光诱导电荷过程、金属?半导体奈米结构介面的光诱导过程做了比较深入的介绍。在此基础上，结合环境发展的需求，重点介绍了光催化环境净化材料的工作原理、目前的应用发展状况和发展趋势。与以往不同的是，本书中介绍的很多内容是作者的研究组的研究结果，这使本书在一定程度上更贴近光催化研究领域的前沿和光催化环境净化材料的应用市场，反映了该领域科研关注的问题和工业应用反馈的资讯。　本书可作为高等院校化学和材料专业和相关专业学生的课外读物，也可作为相关专业研究生和专业技术人员的参考书。

光催化吸蚊器

没有用过呢，不过在论坛帮你找到这些资料，你看有没有用：

【论坛A】

某网友：我们老板为了研究曾买过一个光催化灭蚊器（灯），好象挺贵的，可以灭蚊子，但是效查也并不是很神奇，只不过，光催化的有净化室内空气质量的效果！

【论坛B】

楼主：我家蚊子多，超烦，曾经买过某婴儿名牌的灭蚊器，号称振荡波灭蚊的，价格不菲，可惜效果不好，蚊子照样横行......现在看到一扫光灭蚊器的宣传，貌似不错，不知实际情况如何呢？请使用过该产品的MM进来说说吧。

沙发：我买了，刚收到的，用了一个晚上，睡觉时才开的，感觉没蚊子

【论坛C】

楼主：“一扫光”灭蚊器，为什么我用的效果跟这里很多人说的不一样？

那天在这里看到同学说好用

然后还有人趁机在那个帖上留了淘宝的地址

于是和同事一起合买了好几个

用了好几个晚上了

效果么，跟大家说的相反———不能抓蚊子，却好像能赶走蚊子，汗

首先，我家蚊子虽然不是特别多，但是，上个星期可能因为天气热，所以好几个晚上都被蚊子咬得睡不好觉，所以一看有同学介绍那种灭蚊器，马上下单买了一个。

收到货的当晚，天一黑（7点钟），就开始放在卧室进行灭蚊行动，等到晚上12点进卧室睡觉的时候，发现，只抓到一个小小的苍蝇！（严格来说，那种也不是苍蝇，但也不是蚊子，反正是那种比蚊子大一点，比苍蝇小一点的东西吧，平常也是经常见到的，但我不知道它的名字。）没有大家说的能抓到好多蚊子的效果。

因为那个灭蚊器开起来就有一种“呼呼”的风声，有点嘈，而且房间里还有一股二氧化碳的味道，于是，我把它挪到我房间的更衣室里，更衣室和我睡房之间的门开一条25CM左右大的缝，然后睡觉。一觉睡到天亮，没有蚊子骚扰。起来就把那机器关掉。

接下来几天我都是把它直接放在更衣室，从晚上7点开始开启，一直开到第二天起床。每天晚上都没有蚊子骚扰，但那个“一扫光”里面，除了第一天抓到的那个小苍蝇，一直没有新收获！

至于我的同事，因为她们卧室里没有更衣室，只能直接放在睡觉的房间用，也是说开了就没蚊子，关掉蚊子就又来了。并不像产品介绍里说的能“诱捕”蚊子。

花了好多时间，打了好多字，希望大家不要觉得我罗嗦，希望对大家有用。

1楼：我那个捉了很多蚊！不过要关了灯才捉的多！

2楼：我也是把房间里的灯关掉才开“一扫光”的呀

……（详见:qc0769./bbs/viewthread.php?tid=758391）

【某网站宣传】

一、光催化捕蚊器工作原理及方法

光催化捕蚊器是唯一使用光、味、风综合技术的蚊子捕杀器具，是目前世界上最先进又环保的产品。经过国际蚊虫专家的多年研究发现：蚊子是靠人体发出的二氧化碳气息找到人的，当它们感觉到二氧化碳气流时立刻向这股气流飞去。而且它们还具有趋光性和弱风性，能吸引它们的是紫外光。光催化捕杀蚊子器采用蚊子最喜爱的紫外光诱蚊灯，360角度发光，加上微温效应，能吸引任何方向上的蚊蝇；通过紫外光诱蚊灯与光触媒产生的光催化反应，释放出二氧化碳和气流，模式人体发出的二氧化碳潮溼气息，诱使蚊子飞来，风机高速搅动周围空气形成涡流，使习惯随气流而飞的蚊子随风而来。当蚊子一旦被吸进捕捉窗，那么绝对难以逃脱风扇形成的强劲涡流，它们会被风扇吸到捕捉器的底部，直至风干而死。

光催化捕蚊器是最环保的高效灭蚊器，诱蚊灯波长360-380奈米，对人体无害；微量的二氧化碳和水份来源于光催化作用，相当于人的呼吸，无任何有毒化学成份；光催化反应还能净化空气，有效杀灭空气中的各种细菌，吸收各种有毒有害气体。它对苍蝇、飞蛾具有同样的捕杀作用，整体效能优于其它灭蚊产品。它的最大特性在于：可以在同一空间持续捕杀吸血雌蚊，从而有效打断该空间及其周围较大区域的蚊虫群体繁殖周期，达到成群杀灭蚊蝇的功效。

光催化捕蚊器采用风扇形成的涡流让蚊子脱水风干而死，没有电击捕蚊器的“啪啪”噪声，没有高压电能带来的意外，因此他更安全、可靠。可以广泛应用于家庭、旅馆、饭店、学生宿舍、医院、咖啡厅、酒吧、影剧院、办公场所、食堂、厨房、养殖农场、食品加工厂、厂房内、野外等各种户内和户外场所。

二、产品特点及效果

1.采用紫外光诱捕、人体气息诱捕、气流诱捕等综合技术，诱捕方式完善，诱捕效果好。

2.蚊子被气流吸到贮藏室，然后被风干脱水而死。没有电击捕蚊器电击时的“啪啪”声，也没有高压电，既安全又安静。

3. 被捕捉的活蚊会释放出去一种化学讯号或称性资讯素来吸引异性靠扰，因此可以连续不断地捕杀。

4.由于可以连续捕捉周围的吸血雌蚊，从而能有效打断周围空间的蚊群繁殖周期，达到杀死成群蚊虫的功效。

5.采用进口光触媒，光催化反应不仅能模拟人的气息诱蚊，还能有效杀灭空气中的各种细菌，吸收分解各种有毒有害气体，起到净化空气的作用。

6.密封的储蚊盒可以杜绝因蚊子残骸四处飞溅造成的二次污染。

7.本产品外观大方，小巧雅致，光线柔和，不影响睡眠，可兼做小夜灯。

三、使用技巧及方法

1.将电源插头插入电源插座，接通电源即可使用。不用时，切断电源，将电源插头拔出即可。

2.将灭蚊器放在离地一米高的桌子上，而且在无人的情况下使用效果更佳。

3.清理贮藏蚊室前，应先拔掉电源线插头，然后将贮蚊室卸下，清理掉室内渣物，重新装入旋转拧紧即可。

4.在家里使用，只要将灭蚊时间安排在睡前几个小时进行，人可以暂时离开。等要睡觉时，蚊虫基本上已清除，可关掉或移到其它房间。如果室内家俱较多，躲藏的蚊虫出动时间不一，灭蚊时间可能较长一点。

5.在办公室、营业场所或者野外使用时，可在傍晚时开启灭蚊器。经一夜关闭照明灯诱杀，蚊子可基本灭除。

6.捕捉到蚊子后不要马上拔掉电源，要让风机继续运转，直到蚊子脱水风干而死。

7.捕杀苍蝇时，可在贮藏室内放入糖果等引诱剂，利用灯光和气味诱捕以及气流吸入，将其杀灭。

什么叫光催化活性

就是在已光为催化剂，在光照 相同的情况下 反应激烈的 光催化活性强 希望采纳！

光催化的原理什么？

当半导体氧化物TiO2 奈米粒子受到大于禁频宽度能量的光子照射后,电子从价带跃迁到导带,产生了电子-空穴对,电子具有还原性,空穴具有氧化性,空穴与氧化物半导体奈米粒子表面的-OH反应生成氧化性很高的OH自由基,活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物。

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