
【化】 light-catalysed
【化】 photocatalysis
光催化(Photocatalysis)是光與催化劑共同作用下加速化學反應的過程,其核心是通過吸收光能激發催化劑表面電子躍遷,産生活性物質(如羟基自由基、超氧自由基)以降解污染物或合成化合物。該術語在漢英詞典中通常譯為“photocatalytic”,強調光能驅動與催化功能的協同作用。
從學科定義來看,光催化包含三個關鍵要素:
環境工程領域的權威研究顯示,光催化技術可有效處理VOCs污染物,降解效率可達90%以上(《Environmental Science & Technology》2023年刊)。材料科學領域的最新進展涉及石墨相氮化碳(g-C₃N₄)等新型催化劑的開發(《Advanced Materials》數據庫記錄)。
術語關聯概念包括:
(注:因文獻數據庫訪問權限限制,具體鍊接建議通過高校圖書館平台檢索DOI:10.1021/acs.est.3c01256等标識獲取全文)
光催化是一種利用光能驅動化學反應的技術,其核心在于光催化劑通過吸收光能促進物質轉化,自身不參與消耗。以下從原理、材料和應用等方面進行詳細解釋:
光催化屬于多相催化,需光與催化劑共同作用。當光催化劑(如二氧化钛)吸收光子能量後,價帶電子躍遷至導帶,形成高活性電子-空穴對()。空穴可氧化水分子生成羟基自由基(•OH),而電子則還原氧氣産生活性氧物種,這些自由基能高效分解污染物。光子的能量公式為: $$ E = h u = frac{hc}{lambda} $$ 其中,( h )為普朗克常數,( lambda )為光波長。
常用光催化劑以半導體材料為主,例如:
相較于傳統高溫焚燒法,光催化在常溫常壓下即可反應,能耗低且無二次污染。其原理模仿自然界光合作用,如葉綠素通過光催化将CO₂轉化為有機物。
如需進一步了解具體應用案例或材料改性研究,可參考相關學術文獻或行業報告。
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