光催化是藤島昭教授在1967年的一次試驗(yàn)中,，對(duì)放入水中的氧化鈦單晶進(jìn)行紫外燈照射,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水被分解成了氧和氫而發(fā)現(xiàn)的。通俗意義上講觸媒就是催化劑的意思,，光觸媒顧名思義就是光催化劑,。催化劑是加速化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，其本身并不參與反應(yīng),。光催化劑就是在光子的激發(fā)下能夠起到催化作用的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱,。
光催化劑的種類其實(shí)很多，包括二氧化鈦(TiO2),氧化鋅(ZnO),氧化錫(SnO2),二氧化鋯(ZrO2),，硫化鎘(CdS)等多種氧化物硫化物半導(dǎo)體,，另外還有部分銀鹽，卟啉一等也有催化效應(yīng),，但他們基本都有一個(gè)缺點(diǎn)-----存在損耗,，即反應(yīng)前和反應(yīng)后其本身會(huì)出現(xiàn)消耗，而且它們大部分對(duì)人體都有一定的毒性,。所以,，目前所知的最有應(yīng)用價(jià)值的光催化材料，就是TiO2.
如何解釋光催化這個(gè)反應(yīng)呢,，其實(shí),，從宏觀看，可以把它理解成光合作用的逆反應(yīng),。
最初的地球環(huán)境不適合生物生存,，后來(lái)光合細(xì)菌和植物開(kāi)始用光合作用，用葉綠素作為催化劑,，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,，它們花了近30億年才結(jié)束了地球的惡劣環(huán)境，創(chuàng)造了地球生物發(fā)展的溫床,。而我們的光催化反應(yīng)則將這個(gè)反應(yīng)反過(guò)來(lái)了,，即催化劑在光的作用下，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成了無(wú)機(jī)物,，這對(duì)補(bǔ)完自然界的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程具有巨大的意義,。(大氧化事件與真菌)
那么，光催化的微觀反應(yīng)是什么樣的呢,？通俗的說(shuō),，二氧化鈦粒子本身是很穩(wěn)定的存在,，但是它吸收了紫外光的能量以后，就開(kāi)始變得“興奮”起來(lái),，把自己身上的電子到處亂扔,，于是，它拋出的電子和自身空出的“電位”就變成了撕扯有機(jī)物大分子的“刀”,，而當(dāng)能量減弱以后,，二氧化鈦粒子就需要“歇會(huì)”了，它扔出去的電子也全部跑了回來(lái),，和空出的電位結(jié)合,，于是，二氧化鈦粒子在不消耗自己的情況下,，將有機(jī)物降解了,，這個(gè)過(guò)程很復(fù)雜，但最終的產(chǎn)物是二氧化碳和水,。
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