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光觸媒反應是因光線照射二氧化鈦后引起的。它又被稱為光固體表面反應、光固體接口反應。
光觸媒被光照射時,把光的能量首先轉化成電子和空穴,然后與空氣中的氧氣(O2)和水分子(H2O)反應,產生具超高氧化能力的氫氧自由基(OH)和氧負離子(O2-)。甲醛、苯、氨、TVOC等有害氣體還有臭氣、細菌等與氫氧自由基反應,馬上被分解成無害的二氧化碳和水。整個過程中光觸媒不參加反應,只起催化作用。所以只要光觸媒不被去除,其催化作用就是永久的。二氧化鈦吸收紫外線后,氧化鈦內部生成電子與空穴,擴散到表面的電子與空穴能參與光觸媒反應,因此如能在表面獲得較多的電子與空穴,就能更進一步提高反應的效果。
形成的空穴,有強力氧化能力,與附在二氧化鈦表面的水起氧化反應后,生成氫氧自由基。
氫氧自由基擁有很高的氧化能力,能與有機化合物起氧化反應,在有氧氣的情況下,以上公式的反應過程為:有機化合物中間體的原子團與氧氣分子產生原子團連鎖反應,氧氣被耗費,最終有機化合物被分解,變成二氧化碳和水。
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