二氧化钛教育课件.ppt

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1、二氧化钛二氧化钛PPTPPT讲座讲座 近年来，随着世界人口的不断增加、工业化水平的日近年来，随着世界人口的不断增加、工业化水平的日益提高，环境污染已成为社会普遍关注的问题，如何有效控益提高，环境污染已成为社会普遍关注的问题，如何有效控制污染和治理是关乎国民经济可持续发展的全球性难题。而制污染和治理是关乎国民经济可持续发展的全球性难题。而光催化技术在全球能源危机和环境污染方面起着不容忽视的光催化技术在全球能源危机和环境污染方面起着不容忽视的作用。作用。TiOTiO2 2具有化学性质稳定、催化活性高、催化简单有机具有化学性质稳定、催化活性高、催化简单有机物彻底、不引起二次污染等优点，在污水处理、空

2、气净化等物彻底、不引起二次污染等优点，在污水处理、空气净化等领域被广泛研究领域被广泛研究。u 纳米纳米TiOTiO2 2的晶体结构及特性的晶体结构及特性u 纳米纳米TiOTiO2 2的性质的性质u 纳米纳米TiOTiO2 2的光催化原理的光催化原理u 纳米纳米TiOTiO2 2光催化剂的改性光催化剂的改性u 纳米纳米TiOTiO2 2的制备方法的制备方法u 纳米纳米TiOTiO2 2的应用的应用 TiO2在自然界中的存在有多种晶型，根据其晶体的在自然界中的存在有多种晶型，根据其晶体的结构可主要分为三种：金红石型（结构可主要分为三种：金红石型（Rutile）、锐钛矿型）、锐钛矿型 （Anatas

3、e）和板钛矿型（）和板钛矿型（Brookite），其中以金红石型），其中以金红石型分布最广。金红石型和锐钛矿型应用较广，板钛矿型不分布最广。金红石型和锐钛矿型应用较广，板钛矿型不稳定，尚无工业应用价值。稳定，尚无工业应用价值。纳米纳米TiO2的晶体结构及特性的晶体结构及特性 金红石型、锐钛矿型两种晶型结构中，金红石型、锐钛矿型两种晶型结构中，Ti4+离子位于相离子位于相邻的六个邻的六个O2-离子所形成的八面体中心，两者的差别主要在于离子所形成的八面体中心，两者的差别主要在于八面体结构之间的结合方式不同。八面体结构之间的结合方式不同。金红石和锐钛矿结构示意图金红石和锐钛矿结构示意图 锐锐钛钛矿矿

4、型型的的质质量量密密度度（3.894g/cm3）略略小小于于金金红红石石型型（4.250g/cm3），带带隙隙（3.2eV）略略大大于于金金红红石石型型(3.0eV)。金金红红石石型型TiO2对对O2的的吸吸附附能能力力较较差差，比比表表面面积积较较小小，因因而而光光生生电电子子和和空空穴穴容容易易复复合合，催催化化活活性性受受到到一一定定影影响响。锐钛型锐钛型TiO2的光催化活性优于金红石型，是目前公认的的光催化活性优于金红石型，是目前公认的最有效的半导体光催化剂。人们对于最有效的半导体光催化剂。人们对于TiO2表面的化学吸附性表面的化学吸附性质进行了广泛的研究，发现锐钛矿型质进行了广泛的研

5、究，发现锐钛矿型TiO2晶格中还有较多的晶格中还有较多的缺陷和位错，从而产生较多的氧空位来俘获电子，增强了光缺陷和位错，从而产生较多的氧空位来俘获电子，增强了光催化反应活性。催化反应活性。纳米纳米TiOTiO2 2的性质的性质 高稳定性高稳定性 超细二氧化钛熔点大于超细二氧化钛熔点大于1800,热分解温度大于热分解温度大于2000,有很高的化学稳定性、热稳定性、耐化学腐蚀性，在常温下有很高的化学稳定性、热稳定性、耐化学腐蚀性，在常温下它几乎不与其他物质反应。它不溶于水、稀酸，微溶于碱、它几乎不与其他物质反应。它不溶于水、稀酸，微溶于碱、热硝酸。热硝酸。良好的光催化性和无毒性良好的光催化性和无毒

6、性 纳米二氧化钛利用自然光在常温和常压条件下即可催化纳米二氧化钛利用自然光在常温和常压条件下即可催化分解细菌和污染物，无毒，环境友好。分解细菌和污染物，无毒，环境友好。纳米纳米TiO2的光催化原理的光催化原理 关于关于TiOTiO2 2光催化机理，目前较为成熟的是基于半导体光催化机理，目前较为成熟的是基于半导体能带理论的电子能带理论的电子空穴作用机理。作为一种空穴作用机理。作为一种n 型半导体材型半导体材料，料，TiOTiO2 2的能带是由一个充满电子的低能价带和一个空的的能带是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，价带和导带之间的区域为禁带，禁带的宽高能导带构成，价带和导带之间的区

7、域为禁带，禁带的宽度为带隙能度为带隙能(禁带宽度禁带宽度)。TiOTiO2 2的带隙能为的带隙能为3.03.2eV,相当相当于波长为于波长为387.5nm的光子能量。的光子能量。当波长小于当波长小于当波长小于当波长小于387.5nm387.5nm的光子的光子的光子的光子(紫外光紫外光紫外光紫外光)照射照射照射照射TiOTiO2 2表面时表面时表面时表面时,处处处处于价带的电子就被激发到导带上去于价带的电子就被激发到导带上去于价带的电子就被激发到导带上去于价带的电子就被激发到导带上去,从而分别在导带和价带从而分别在导带和价带从而分别在导带和价带从而分别在导带和价带上产生高活性的光生电子上产生高活

8、性的光生电子上产生高活性的光生电子上产生高活性的光生电子(e e-)和光生空穴和光生空穴和光生空穴和光生空穴(h(h+)，在电场的作在电场的作在电场的作在电场的作用下带负电的用下带负电的用下带负电的用下带负电的光生电子光生电子光生电子光生电子(e e-)和带正电的和带正电的和带正电的和带正电的光生空穴光生空穴光生空穴光生空穴(h(h+)分离分离分离分离,迁移到粒子表面的不同位置。吸附在迁移到粒子表面的不同位置。吸附在迁移到粒子表面的不同位置。吸附在迁移到粒子表面的不同位置。吸附在TiOTiO2 2表面的溶解氧俘表面的溶解氧俘表面的溶解氧俘表面的溶解氧俘获电子成获电子成获电子成获电子成OO2 2

9、-(原子氧原子氧原子氧原子氧),),而空穴则将吸附在而空穴则将吸附在而空穴则将吸附在而空穴则将吸附在TiOTiO2 2表面的表面的表面的表面的羟基羟基自由自由基基OHOH-和和和和HH2 2OO氧化成氧化成氧化成氧化成OHOH(氢氧自由基氢氧自由基氢氧自由基氢氧自由基)。其主要反应如下所示其主要反应如下所示:TiO TiO2 2+h+he e-+h+h+,h h+OH+OH-OH,OH,h h+H+H2 2O O OH+hOH+h+,e e-+O+O2 2 OO2 2-,OO2 2-+h+h+HOHO2 2,2HO 2HO2 2OO2 2+H+H2 2OO2 2,H H2 2OO2 2+OO2

10、 2-OH+OHOH+OH-+O+O2 2 TiOTiO2 2受紫外线激发而产生的受紫外线激发而产生的h h+是一种强氧化剂是一种强氧化剂,可直接氧可直接氧化许多有机物。同时化许多有机物。同时 OO2 2-和和 OHOH也具有很强的化学活性。也具有很强的化学活性。OO2 2-能和多数有机物反应能和多数有机物反应,将其氧化分解为将其氧化分解为CO2和和H2O。TiOTiO2 2光催化光催化光催化光催化剂剂剂剂的改性的改性的改性的改性 TiO2 光催化材料虽然稳定性好，但量子效率低，且主光催化材料虽然稳定性好，但量子效率低，且主要使用的是要使用的是3875nm以下的紫外光，这部分光辐射到地面以下的

11、紫外光，这部分光辐射到地面仅占太阳光辐射总量的仅占太阳光辐射总量的4 左右在实际应用中，要大规模左右在实际应用中，要大规模地处理净化水，就要扩大采光面积以增加光强度，或采用地处理净化水，就要扩大采光面积以增加光强度，或采用人工紫外光源，但这在设计、制造方面面临很多问题，同人工紫外光源，但这在设计、制造方面面临很多问题，同时还存在运行成本很高的问题，制约了其大规模的工业应时还存在运行成本很高的问题，制约了其大规模的工业应用如果能将光催化剂的光谱利用范围扩展到可见光，则用如果能将光催化剂的光谱利用范围扩展到可见光，则可使设备投资和运行成本大大降低，扩展半导体光催化的可使设备投资和运行成本大大降低，

12、扩展半导体光催化的响应光谱范围，使其在可见光区有较高的光催化活性已成响应光谱范围，使其在可见光区有较高的光催化活性已成为目前为目前TiO2光催化最具挑战性的课题光催化最具挑战性的课题 由于由于TiO2量子效率低，难以用来处理数量大、浓度高量子效率低，难以用来处理数量大、浓度高的废水，为了提高的废水，为了提高TiO2光催化活性和对光的利用率，缩短光催化活性和对光的利用率，缩短催化剂的禁带宽度使吸收光谱向可见光扩展，是提高太阳催化剂的禁带宽度使吸收光谱向可见光扩展，是提高太阳能利用率的技术关键改性后的能利用率的技术关键改性后的TiO2降低了电子一空穴在降低了电子一空穴在表面的复合机率，将可利用光谱

13、从紫外光区扩展到可见光表面的复合机率，将可利用光谱从紫外光区扩展到可见光区，体现出了越来越多的优越性区，体现出了越来越多的优越性改性后的改性后的TiOTiO2 2光催化剂有以下优点：光催化剂有以下优点：1)可有效地解决光催化剂过多依赖紫外光源的问题，使光催可有效地解决光催化剂过多依赖紫外光源的问题，使光催化剂的响应光谱范围扩大；化剂的响应光谱范围扩大；2)活性组分的适量加入可抑制电子一空穴对的复合，延长催活性组分的适量加入可抑制电子一空穴对的复合，延长催化剂的使用寿命；化剂的使用寿命；3)可扩大光催化剂的应用范围，有利于早日实现工业化生产可扩大光催化剂的应用范围，有利于早日实现工业化生产 Ti

14、OTiO2 2改性的常用方法有：改性的常用方法有：改性的常用方法有：改性的常用方法有：（1 1）金属离子掺杂）金属离子掺杂）金属离子掺杂）金属离子掺杂（2)2)贵金属表面沉积贵金属表面沉积贵金属表面沉积贵金属表面沉积（3 3）半导体复合）半导体复合）半导体复合）半导体复合（4 4）表面光敏化）表面光敏化）表面光敏化）表面光敏化（5 5）增加表面缺陷结构以及减小颗粒大小等方法）增加表面缺陷结构以及减小颗粒大小等方法）增加表面缺陷结构以及减小颗粒大小等方法）增加表面缺陷结构以及减小颗粒大小等方法l 金属离子掺杂金属离子掺杂 实实现现纳纳米米TiOTiO2 2光光催催化化活活性性提提高高的的有有效效

15、手手段段之之一一是是金金属属离离 子的掺杂。子的掺杂。金金属属离离子子掺掺杂杂是是利利用用物物理理或或化化学学方方法法，将将金金属属离离子子引引入入到到TiO2晶晶格格结结构构内内部部，从从而而在在其其晶晶格格中中引引入入新新电电荷荷、形形成成缺缺陷陷或或改改变变晶晶格格类类型型，影影响响光光生生电电子子和和空空穴穴的的运运动动状状况况、调调整整其其分分布布状状态态或或改改变变TiO2的的能能带带结结构构，最最终终导导致致TiO2 的的光光催催化活性发生改变。化活性发生改变。金属离子的掺杂方式有三种，它们分别是：金属离子的掺杂方式有三种，它们分别是：(1)金属原子取代金属原子取代TiOTiO2

16、 2晶格中的钛原子。晶格中的钛原子。(2)金属以氧化物形式堆积在金属以氧化物形式堆积在TiOTiO2 2晶粒周围。晶粒周围。(3)金属原子沉积在金属原子沉积在TiOTiO2 2的表面。的表面。掺杂用的金属一般为过渡金属、稀土金属以及贵金掺杂用的金属一般为过渡金属、稀土金属以及贵金 属。属。TiOTiO2 2经掺杂后其光催化性能、光电性都有所改变。经掺杂后其光催化性能、光电性都有所改变。l 贵金属沉积贵金属沉积 贵金属沉积是捕获激发电子的一种有效改性方法，该贵金属沉积是捕获激发电子的一种有效改性方法，该方法有助于载流子重新分布，电子从费米能级较高的半方法有助于载流子重新分布，电子从费米能级较高的

17、半导体转移到能级较低的贵金属导体转移到能级较低的贵金属,直至二者的费米能级一致，直至二者的费米能级一致，从而形成捕获激发电子的肖特基势垒，使得电子从而形成捕获激发电子的肖特基势垒，使得电子-空穴有空穴有效分离，提高半导体的光量子效率，最终提高其光催化效分离，提高半导体的光量子效率，最终提高其光催化活性。浸渍还原法和光催化还原法是目前贵金属沉积的活性。浸渍还原法和光催化还原法是目前贵金属沉积的主要方法。目前主要使用的贵金属有主要方法。目前主要使用的贵金属有Pt、Ag、Ir、Au、Ru、Pd、Rh等，其中有关等，其中有关Pt的报道最多，其次为的报道最多，其次为Pd、Ag。其中。其中Ag相对毒性较小

18、，成本较低。相对毒性较小，成本较低。l 半导体复合半导体复合 半导体复合是提高光催化效率的一种有效手段。一般半导体复合是提高光催化效率的一种有效手段。一般采用带隙能较窄的硫化物、硒化物等半导体来修饰采用带隙能较窄的硫化物、硒化物等半导体来修饰TiOTiO2 2，如如CdS/TiOCdS/TiO2 2、WOWO3 3/TiO/TiO2 2、V V2 2OO5 5/TiO/TiO2 2、SnOSnO2 2/TiO/TiO2 2等。在等。在众多的复合体系中，众多的复合体系中，CdS/TiOCdS/TiO2 2被研究得最为深入。单纯被研究得最为深入。单纯的的CdSCdS容易光腐蚀，寿命较低，而将容易光

19、腐蚀，寿命较低，而将CdSCdS与与TiOTiO2 2复合后，复合后，可抑制光腐蚀发生。一般认为可抑制光腐蚀发生。一般认为TiOTiO2 2对抑制对抑制CdSCdS光腐蚀有重光腐蚀有重要作用。要作用。l 表面光敏化表面光敏化 宽禁带半导体宽禁带半导体(TiO(TiO2 2)通过物理或化学作用吸附一些光活通过物理或化学作用吸附一些光活性物质，如硫因性物质，如硫因(thionine)和赤鲜红和赤鲜红B（ery throsin B）等颜）等颜料，而使表面增敏。在光照条件下，颜料分子中电子的激发料，而使表面增敏。在光照条件下，颜料分子中电子的激发可以导致生成分子激发单重态和三重态。如果颜料分子激发可以

20、导致生成分子激发单重态和三重态。如果颜料分子激发态的氧化能级相对于半导体的导带能级更负时，那么电子就态的氧化能级相对于半导体的导带能级更负时，那么电子就从颜料分子转移到半导体的导带。从颜料分子转移到半导体的导带。在可见光下，这类光敏化物质有较大的激发因子，在可见光下，这类光敏化物质有较大的激发因子，在可见光下，这类光敏化物质有较大的激发因子，在可见光下，这类光敏化物质有较大的激发因子，使光催化反应延伸到可见光区，扩大了激发的波长的最使光催化反应延伸到可见光区，扩大了激发的波长的最使光催化反应延伸到可见光区，扩大了激发的波长的最使光催化反应延伸到可见光区，扩大了激发的波长的最高占有能级、半导体的

21、能级以及最低空能级的支配。当高占有能级、半导体的能级以及最低空能级的支配。当高占有能级、半导体的能级以及最低空能级的支配。当高占有能级、半导体的能级以及最低空能级的支配。当色素的最低空能级的电位比半导体的导带能级的电位更色素的最低空能级的电位比半导体的导带能级的电位更色素的最低空能级的电位比半导体的导带能级的电位更色素的最低空能级的电位比半导体的导带能级的电位更负时，产生电子输入的光敏化，而半导体的能隙高于色负时，产生电子输入的光敏化，而半导体的能隙高于色负时，产生电子输入的光敏化，而半导体的能隙高于色负时，产生电子输入的光敏化，而半导体的能隙高于色素，在这种情况下，半导体不能被激发但是色素可

22、以被素，在这种情况下，半导体不能被激发但是色素可以被素，在这种情况下，半导体不能被激发但是色素可以被素，在这种情况下，半导体不能被激发但是色素可以被激发。激发。激发。激发。l 减小颗粒大小减小颗粒大小 在半导体纳米粒子的粒径小于某一临界值时量子尺寸在半导体纳米粒子的粒径小于某一临界值时量子尺寸效应变得显著。价带和导带变成分立的能级，能隙变大，效应变得显著。价带和导带变成分立的能级，能隙变大，生成的光生电子和空穴的能量更高，具有更高的氧化生成的光生电子和空穴的能量更高，具有更高的氧化-还还原能力。粒径减小，又可以减小电子和空穴的复合率。半原能力。粒径减小，又可以减小电子和空穴的复合率。半导体颗粒

23、的量子尺寸效应发生在颗粒半径为导体颗粒的量子尺寸效应发生在颗粒半径为10-100的范的范围，在半导体颗粒中产生的电子和空穴将被限制在几何尺围，在半导体颗粒中产生的电子和空穴将被限制在几何尺寸较小的位能阱中。寸较小的位能阱中。纳米纳米TiOTiO2 2的制备方法的制备方法u 气相法气相法 气相法是直接利用气体，或者通过各种手段将物质转变为气相法是直接利用气体，或者通过各种手段将物质转变为气体，使之气体，使之在气体状态下发生物理变化或者化学反应，在气体状态下发生物理变化或者化学反应，最后在最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。l四氯化钛气相氧化法四氯化钛

24、气相氧化法 此法多是以四氯化钛为原料，以氮气为载气，以氧气此法多是以四氯化钛为原料，以氮气为载气，以氧气为氧源，在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生成纳米为氧源，在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生成纳米二氧化钛。该工艺的优点是自动化程度高，可以制备出优二氧化钛。该工艺的优点是自动化程度高，可以制备出优质的二氧化钛粉体；缺点是二氧化钛粒子遇冷结疤的问题质的二氧化钛粉体；缺点是二氧化钛粒子遇冷结疤的问题较难解决，对设备要求高，技术难度大，在生产过程中排较难解决，对设备要求高，技术难度大，在生产过程中排出有害气体出有害气体Cl2，对环境污染严重。，对环境污染严重。l四氯化钛氢氧火焰法四氯化钛氢氧火

25、焰法 以以TiCl4为为原原料料，将将TiCl4 气气体体导导入入高高温温的的氢氢氧氧火火焰焰（7001000）中中，进进行行高高温温气气相相水水解解制制备备纳纳米米二二氧氧化化钛钛。四四氯氯化化钛钛氢氢氧氧火火焰焰法法制制得得的的纳纳米米二二氧氧化化钛钛粒粒子子晶晶型型为为锐锐钛钛矿矿和和金金红红石石的的混混合合型型，该该工工艺艺优优点点是是产产品品纯纯度度高高达达99.5%，粒粒径径小小、比比表表面面积积大大、分分散散性性好好、团团聚聚程程度度小小，可可用用作作电电子子化化工工材材料料，制制备备工工艺艺成成熟熟，生生产产过过程程较较短短，自自动动化化程程度度高高；缺缺点点是是反反应应过过程

26、程温温度度较较高高，生生成成HCl使使设设备备腐腐蚀蚀严严重重，对对材材质质要要求求高高，需需要要精精确确控控制制工工艺艺参参数数。u 液相法液相法 当今制备纳米粒子液相法居多，纳米二氧化钛的制备当今制备纳米粒子液相法居多，纳米二氧化钛的制备方法也是如此，主要有溶胶方法也是如此，主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等凝胶法、水热法、沉淀法等 l 溶胶溶胶凝胶法凝胶法 溶胶溶胶凝胶法凝胶法(简称简称SG 法法)，又名胶体化学法，是，又名胶体化学法，是被广泛采用的一种制备纳米二氧化钛的方法。其原理是以被广泛采用的一种制备纳米二氧化钛的方法。其原理是以钛醇盐或钛的无机盐为原料，经水解和缩聚得溶胶，再进

27、钛醇盐或钛的无机盐为原料，经水解和缩聚得溶胶，再进一步缩聚得凝胶，凝胶经干燥、煅烧得到纳米二氧化钛粒一步缩聚得凝胶，凝胶经干燥、煅烧得到纳米二氧化钛粒子。与其它方法相比制品的均匀度高，尤其是多组分的制子。与其它方法相比制品的均匀度高，尤其是多组分的制品，其均匀度可达分子或原子尺度；制品的纯度高，而且品，其均匀度可达分子或原子尺度；制品的纯度高，而且溶剂在处理过程中容易除去；反应易控制，副反应少；煅溶剂在处理过程中容易除去；反应易控制，副反应少；煅烧温度低，工艺操作简单。烧温度低，工艺操作简单。水水热热反反应应过过程程是是指指在在一一定定的的温温度度和和压压力力下下，在在水水、水水溶溶液液或或蒸

28、蒸汽汽等等流流体体中中所所进进行行有有关关化化学学反反应应的的总总称称。该该法法的的原原理理是是在在高高压压、水水热热条条件件下下加加速速离离子子反反应应和和促促进进水水解解反反应应。一一些些在在常常温温下下反反应应速速度度很很慢慢的的热热力力学学反反应应，在在水水热热条条件件下下可可以以实实现现反反应应快快速速转转化化。水水热热法法制制备备TiOTiO2 2粉粉体体，避避免免了了湿湿化化学学法法需需经经高高温温热热处处理理可可能能形形成成硬硬团团聚聚的的弊弊端端，所所合合成成的的 TiOTiO2 2 粒粒子子具具有有结结晶晶度度高高、缺缺陷陷少少、一一次次粒粒径径小小、团团聚聚程程度度小小、

29、控控制制工工艺艺条条件件可可得得到到所所要要求求晶晶相相和和形形状状的的优优点点。l水热法水热法 纳米纳米TiOTiO2 2的应用的应用 TiOTiO2 2作为光催化剂在各个领域都有广阔的应用前景作为光催化剂在各个领域都有广阔的应用前景,以下就医疗卫生、污染控制、能源开发和食品保鲜四个方以下就医疗卫生、污染控制、能源开发和食品保鲜四个方面来简述其应用前景。面来简述其应用前景。u 医疗卫生医疗卫生 在医疗卫生方面主要应用在医疗卫生方面主要应用TiOTiO2 2光催化剂在光照下对环光催化剂在光照下对环境中微生物的抑制和杀灭作用。用境中微生物的抑制和杀灭作用。用TiOTiO2 2灭菌灭菌,就是就是T

30、iOTiO2 2光光照激活后产生电子照激活后产生电子(e e-)空穴空穴(h(h+)对对,并与其表面吸附的并与其表面吸附的OO2 2 和和OHOH-作用生成超氧化物阴离子自由基作用生成超氧化物阴离子自由基OO2 2-和羟基自由基和羟基自由基OHOH-,新生成的这两种自由基非常活泼新生成的这两种自由基非常活泼,当遇到细菌时直接当遇到细菌时直接攻击细菌的细胞攻击细菌的细胞,将其杀死。将其杀死。u 污染控制污染控制 利用纳米利用纳米TiOTiO2 2光催化降解环境污染物工艺简单、成本光催化降解环境污染物工艺简单、成本低廉。有机污染物毒性大，难降解低廉。有机污染物毒性大，难降解,用传统环保技术很难用传

31、统环保技术很难处理。它们在自然界中残留的时间长处理。它们在自然界中残留的时间长,易引起生物体累积性易引起生物体累积性中毒中毒,导致人类和动物机体癌变。导致人类和动物机体癌变。TiOTiO2 2基纳米材料受光辐基纳米材料受光辐射产生的空穴具有很强的氧化能力射产生的空穴具有很强的氧化能力,氧化水中的金属离子氧化水中的金属离子和非金属离子而消除污染。和非金属离子而消除污染。u 能源开发能源开发 人人类类对对未未来来能能源源短短缺缺的的担担忧忧和和对对环环保保的的要要求求,极极大大地地推推动动了了人人们们对对光光解解水水的的研研究究。氢氢能能,是是一一种种最最好好的的无无污污染染的的绿绿色色能能源源,

32、因因为为氢氢气气燃燃烧烧的的产产物物是是水水,不不会会对对环环境境有有任任何何污污染染。太太阳阳能能是是一一种种取取之之不不尽尽、用用之之不不竭竭的的自自然然资资源源,每每年年照照到到地地球球表表面面的的太太阳阳能能相相当当于于全全世世界界能能源源消消耗耗总总量量的的10000 倍倍和和全全世世界界化化石石能能源源总总量量的的1/10,因因此此利利用用太太阳阳能能光光解解水水制制氢氢是是利利用用太太阳阳能能的的最最好好方方法法之之一一。光光照照TiOTiO2 2电电极极导导致致水水分分解解最最初初由由Fujishima发发现现,随随着着由由电电极极电电解解水水演演变变为为多多 相相 催催 化化

33、 分分 解解 水水,以以 TiOTiO2 2为为 基基 的的 催催 化化 剂剂 迅迅 速速 发发 展展。u 食品保鲜食品保鲜 所谓保鲜所谓保鲜,就是保持果蔬、鲜花采后经贮藏运输到消就是保持果蔬、鲜花采后经贮藏运输到消费者手中还保持其应有的鲜度。乙烯又称植物催熟激素费者手中还保持其应有的鲜度。乙烯又称植物催熟激素,它是果蔬在成熟过程中的一种自然代谢物它是果蔬在成熟过程中的一种自然代谢物,是影响呼吸作是影响呼吸作用的重要因素。乙烯浓度高时用的重要因素。乙烯浓度高时,将增强果蔬的呼吸作用将增强果蔬的呼吸作用,加加速成熟和衰老过程速成熟和衰老过程,不利于贮藏保鲜。利用不利于贮藏保鲜。利用TiOTiO2

34、 2光催化剂光催化剂可以除去果蔬贮运中产生的乙烯可以除去果蔬贮运中产生的乙烯,以延缓果实的成熟以延缓果实的成熟,延长延长产品贮藏保险期。产品贮藏保险期。一一直直以以来来,人人们们致致力力对对纳纳米米二二氧氧化化钛钛的的制制备备方方法法、结结构构、光光催催化化性性能能等等的的研研究究,使使其其在在环环境境保保护护、能能量量转转换换、光光催催化化等等方方面面都都有有了了重重要要的的应应用用。作作为为一一种种新新型型的的环环境境材材料料,其其在在绿绿色色环环保保方方面面也也有有巨巨大大的的应应用用潜潜力力。相相信信随随着着科科技技进进步步将将不不断断完完善善纳纳米米TiOTiO2 2改改性性技技术术,开开发发研研制制纳纳米米TiOTiO2 2改改性性材材料料,纳纳米米TiOTiO2 2必必将将应应用用于于生生活活空空间间的的多多种种场场合合,发发挥挥其其 多多 功功 能能 效效 应应,成成为为一一种种极极其其重重要要的的环环境境净净化化材材料料。小小 结结The end!