光催化技术及前景分析

摘要

随着人们对能源短缺和环境污染认识的加深,世界各国开发新能源的步伐越来越快,对太阳能的开发更是如日中天.而光催化有机物自降解技术既能充分利用太阳能又能帮助人们解决有机污染物的处理难题.为了提高光催化剂的催化效率及其应用前景,人们不仅打破了催化光源只能是紫外光的束缚而且还将光催化剂与纤维素纸相连接,开辟了光催化的新天地.光催化技术的目前主要应用有：光催化分解水制氢;液相污染物降解;气相污染物降解。光催化的研究方向主要为：Ti02的各种修饰改性研究；Ti02与石墨烯等合成复合光催化材料的研究；其他化合物例如Zn0、CdS、Sb2S3光催化性能的研究；Ti02与纤维素纸等复合制备具有光催化性能的光催化纸的研究。目前已经进行商业化生产的光催化剂主要是二氧化钛系光催化剂。其中应用最为广泛的就是P25，即复合比例是7：3的锐钛矿和金红石的混合物。虽然Ti02作为光催化剂具有较高的化学稳定性、廉价、环境友好以及基本可以无选择地降解有机污染物等优点，但是其在实际应用中还是存在一些不足，如对太阳能的利用率低；紫外光激发Ti02产生的光生电子和空穴的转移速度慢，复合几率高，严重影响了Ti02的光催化效率；悬浮型和负载型光催化反应器中催化剂和光源的利用率不高。基于这种情况，近年来国内外许多研究者通过多种途径对Ti02光催化剂进行修饰和改性，以期拓宽其光谱响应范围和提高其光催化活性，主要采用的方法包括半导体的复合、全属的沉积或负载、离子掺杂、聚合物修饰等。