一般認(rèn)為納米TiO2光催化降解的機(jī)理如下：銳鈦型納米TiO2具有較高的光催化氧化能力。其禁帶寬度為Eg=3.2eV,相當(dāng)于波長387nm光的能量，這正好處于紫外區(qū)，所以，用TiO2作為光催化氧化反應(yīng)需紫外光源，例如，太陽光、鹵鎢燈、汞燈等。在紫外線作用下它的價帶上電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，而在價帶上產(chǎn)生空穴，形成自由電子一空穴對。即在紫外線的照射下，能夠自行分解出自由移動的帶負(fù)電的電子(e-)和帶正電的空穴(h+)，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，形成電子一空穴對，而吸附溶解在TiO2表面的氧俘獲電子形成O2-，空穴則將吸收在TiO2表面的OH-和H2O氧化成HO·，生成的原子氧和氫氧自由基有很強(qiáng)的化學(xué)活性，特別是原子氧能與多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)，使有機(jī)物被氧化分解，最終分解為CO2、H2O和(或)無機(jī)物。
據(jù)統(tǒng)計目前已發(fā)現(xiàn)3000多種難降解的有機(jī)物可以在紫外線照射下，通過納米TiO2迅速降解，特別是當(dāng)水中有機(jī)污染物濃度較高或用其他方法很難降解時，這種技術(shù)有著更明顯的優(yōu)勢。
納米TiO2具有光催化降解性能，不僅可以處理廢水中的有機(jī)污染物，同時也可以處理空氣中的污染物。如氮氧化物(NOx)、油污、乙醇、甲醇、甲醛、丙酮、硫醇等，其中對氮氧化物降解率達(dá)80%。處理這些污染物，無需將污染物與主流液(氣)體分離，就可以把它們直接轉(zhuǎn)化為無毒、無害的CO2、H2O和(或)無機(jī)物。因而可以避免吸收、吸附等凈化方法可能產(chǎn)生的二次污染。同時可以使操作過程簡化。因此利用納米TiO2光催化除污已成為治理環(huán)境最有發(fā)展前途的方法之一。
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