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從理論研究到實際應用,UV光催化氧化工藝在廢水處理和廢氣凈化方面都是一項成熟的工藝,工藝有效性的關鍵在于紫外線的強度和催化劑的催化能力以及催化時間。從光觸媒空氣凈化器的光催化廢氣凈化設備,能夠發現許多非常不科學的設計,例如廢氣再處理設備中的停留時間;催化劑的面積;催化劑的純度和二氧化鈦的納米直徑;催化劑的固化結構;紫外線燈的設置,數量、距離等都直接決定和影響UV光催化氧化工藝的能力。
二氧化鈦的光催化機理:半導體的能帶結構通常是由一個充滿電子的低能價帶和一個空的高能價帶構成,他們之間的區域成為禁帶。禁帶是一個不連續區域。當能量大于或等于半導體帶隙能的光波輻射此半導體催化劑時,處于價帶的電子就會被激發到導帶上,價帶生成空穴,從而在半導體表面產生具有高度活性的空穴電子對。二氧化鈦的帶隙能為3.2ev,相當于波長為387.5nm光子的能量,當二氧化鈦受到波長小于387.5nm的紫外光照射時,處于價帶的電子就會被激發到導帶上去,從而分別在價帶和導帶上產生高活性的光生空穴和光生電子。在電場的作用下,電子與空穴發生分離,遷移到粒子表面的不同位置。