[00376079]微波场助光催化降解有机废气的研究

该研究拟把微波技术与光催化技术耦合，以提高光催化降解有机污染物的效率。从理论分析，将微波场引入光催化反应，可能产生加速光催化反应的四个方面效应：①增加催化剂的光吸收。常用的光催化剂TiO<,2>的本征吸收是间接跃迁过程，价带电子不仅要吸收光子，还要同时吸收或发射声子以满足带－带跃迁的选律。由于微波场对催化剂的极化作用，在表面会产生更多的悬空键和不饱和键，从而在能隙中形成更多的附加能级(缺陷能级)，非辐射性的级联过程产生的多声子使光致电子空穴对的生成更容易，同时使光的吸收红移，提高光的吸收利用率。②抑制载流子的复合。微波电磁场的作用带来催化剂更多的缺陷，由于陷阱效应，将成为电子或空穴的捕获中心，从而降低电子－空穴的复合率。③促进水的脱附。微波场中水分子间的氢键结合被打断，抑制了水在催化剂表面的吸附，使更多的表面活性中心能参与反应，提高催化剂的活性。④促进表面羟基生成游离基。微波辐射使表面羟基的振动能级处于激发态的数目增多，使表面羟基活化，有利于羟基游离基的生成。利用溶胶－凝胶法制备适于微波场的新型光催化剂，研究不同频率和强度的微波对催化剂的电子－空穴生成率、复合率和降解废气速率的影响，找出微波与光的最佳耦合方式与条件，为利用光催化技术处理高浓度工业废气提供理论依据。这对于促进光催化氧化技术步入实际应用阶段具有重要的意义。