TiO2光电催化文献综述
摘要：TiO2光电催化是一种电化学辅助的光催化反应技术，通过施加外部偏压
减少光生电子和空穴的复合，从而提高其量子效率。本文综述了TiO2光电催化的原理，纳米TiO2薄膜电极的制备方法，讨论了影响光电催化的因素，并提出了存在的问题和将来的发展方向。
关键词：TiO2，光电催化，应用，进展
20世纪90年代以来，TiO2多相光催化在环境保护领域内的有机、无机污染物的去除方面取得了较大进展，被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。TiO2因其光稳定性高、化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、具有高效性，被广泛用于光催化法处理有机或无机废水。但是由于TiO2的禁带宽度较宽32eV，仅能被波长较短的紫外线激发，故使得太阳能的利用率很低。另外，由于光激发产生的电子与空穴的复合，导致光量子效率很低，为了克服这些缺点，近年来，离子修饰TiO2是提高其光催化活性的一条很好的途径，成为目前光催化技术的研究热点。但在实际的研究应用中，TiO2光催化存在3个比较明显的问题：1光催化剂受光照射后产生的电子空穴对复合概率较大，因而光子利用效率较低，光催化活性不高。2纳米TiO2用于光催化剂时，在既保持高的催化活性又满足特定材料的理化性能要求前提下，难以在不同材料表面均匀且牢固地负载催化剂，使催化剂不易分离。3纳米TiO2只能吸收太阳光中波长小于387
m的紫外线部分太阳能利用率低近年来，基于光催化发展起来的光电催化技术有望解决上述问题，已经受到广泛的关注和研究1。
光电催化技术以纳米TiO2固定在导电基材上，采用电化学辅助方法，能有效促进TiO2光生电子空穴对的分离，提高其催化效率，解决催化剂固液分离问题，因而倍受关注。光电催化技术的研究目前主要集中在具有良好光催化性能的TiO2膜电极的制备、光电催化反应器的设计以及影响催化电解条件的因素等方面。
1光电催化原理
当能量大于或等于TiO2带隙能的光照射时，TiO2吸收光子产生电子空穴对，经过禁带向来自溶液或气相且吸附在其表面的物种转移电荷。空穴夺取颗粒表面吸附物或溶剂中的电子，与供给电子的物种结合，使该物种常为有机污染物被
f氧化，电子受体通常是水溶液中的氧接受表面电子被还原。但同时，电子空穴在表面和内部可以发生简单复合，降低其光催化效率。
光电催化可提高光催化效率，电极作为TiO2的载体，可避免催化剂的分离，有利于重复使用。光生电子在外加阳极偏压作用下向对电极方向运动，避免光生电子空穴简单复合，提高其对废水的光催化r