纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理
1光催化剂的发现历史
随着社会的不断发展和人们生活质量的逐渐提高，环境污染的问题越来越引起人们的关注，特别是室内外的空气污染，已经影响到人们的身体健康1。各国政府都在环境治理方面投入了巨资，并对环境净化材料和环境净化技术的研究和开发进行大力的支持。光催化技术在其中是尤为重要的一项。自从1972年Fujishima和Ho
da2发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等3将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家TadashiMatsu
aga等4第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。华荣环保长期致力于纳米TiO2光催材料研究及应用，开发出了自然光光触媒材料，不需紫外灯即可实现室内污染物的降解，净化空气，消毒杀菌，防止流行病的传播。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、价格低、使用安全，特别是能够做成透明的薄膜的特点，使其在净化领域得到了广泛的应用1。目前，以溶胶凝胶制作薄膜的研究最为广泛，粉体负载型纳米TiO2薄膜的研究较少。本课题是探究配制一种可以在不同基材上负载的净化膜液，并以玻璃基材为例，对其进行光催化活性及抗菌（具有杀灭或妨碍细菌或真菌生长繁殖及其活性的作用）性能的研究。
2纳米TiO2光催化机理
纳米TiO2是一种
型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释5。由于TiO2纳米粒子的粒径在1100
m，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的
f原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带6，其宽度为32eV，当纳米TiO2接受波长为3875
m以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴电子对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O2和H2O，产生高活性羟基自由基OH和超氧离子自由基27，当污染物以及细菌吸附其表r