光觸媒知識

　　光觸媒的分類:可見光型光觸媒 紫外線型光觸媒

　　光觸媒在特定波段光線的照射下，會產生光化學效應，把光能轉化為化學能而賦予光觸媒表面很強的氧化能力，可氧化分解各種有機化合物和礦化部分無機物，并具有抗菌的作用。

　　在光照射下，光觸媒能吸收相當于帶隙能量以下的光能，使其電子獲取一定的能量,脫離原子核及電子軌道的束縛成為自由電子,而原來電子占具的軌道由于電子脫離產生空穴,這樣光觸媒表面產生很多電子(e-)和空穴(h+)對。這些電子和空穴能與水或容存的氧反應，產生氫氧根自由基（·OH）和超級陰氧離子（·O ）。如表1所示，這些空穴和氫氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很強的氧化能力，幾乎能將所有構成有機物分子的化學鍵切斷分解。因此可以將各種有害化學物質、惡臭物質分解或無害化處理，達到凈化空氣、抗污除臭的作用。

　　表1：各種化學鍵的氧化能

　　化學鍵 正孔和氫氧根自由基 碳-碳鍵 碳-氫鍵 碳-氮鍵 碳-氧鍵 氧-氫鍵 氮-氫鍵

　　氧化能（kcal/mol） >120 83 99 73 84 111 93

　　此外，如表2所示，氫氧根自由基比作為消毒殺菌劑被廣泛使用的次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強的氧化能力，二氧化鈦通過這種氧化能力破壞了細胞內的輔 酶A等輔酶和呼吸作用酶等發揮抗菌作用而使細菌或真菌的繁殖中止；同時當帶正電荷的空穴接觸到帶負電荷的微生物細胞后，依據庫倫引力，相互吸附，并有效地 擊穿細胞膜，使細胞蛋白質變性，無法再呼吸、代謝和繁殖，直至細胞死亡，完成滅菌；并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解。

　　表2：各種氧化劑的氧化電位

　　氧化劑 氧化電位（伏特） 相對氧化電位（對數值）

　　氫氧根自由基 2.80 2.05

　　氧原子 2.42 1.78

　　臭氧 2.07 1.52

　　雙氧水 1.77 1.30

　　雙氧自由基 1.70 1.25

　　次氯酸 1.49 1.10

　　氯氣 1.36 1.00