CuxO/TiO2复合材料及其降解室内污染物和抗病毒性能研究

摘要

半导体光催化氧化还原技术在太阳能开发、污水处理、抗菌杀毒、以及空气净化等方面的应用受到世界各国的广泛关注。然而高效的光催化材料主要是一些宽禁带半导体，如TiO2、ZnO、SrTiO3等等。这些材料只有在紫外光光照下，才能显示较好的光催化活性。最近我们研究发现在半导体表面修饰特定的过渡金属离子，可见光激发下，在半导体的连续能级与表面修饰离子的分离能级之间会发生界面电荷迁移(IFCT)，利用IFCT技术可以开发出高效可见光催化材料[1]。利用葡萄搪作为还原剂调控表面修饰离子的化学价态，我们成功制备了CuxO/TiO2复合材料。研究发现，在可见光激发下，半导体TiO2的价带电子与CuxO团簇中的Cu(II)发生界面电荷迁移，在TiO2价带中产生强氧化能力的空穴，而CuxO团簇可以作为多电子氧气还原中心，从而能有效降解室内有机污染物。另外，CuxO团簇中的Cu (I)能效杀灭病原体(病毒和细菌，使得材料同时具有可见光下降解室内污染物，暗处具有杀菌抗病毒性能。