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光催化材料在紫外光或太阳光的作用下，激发价带上的电子（e-）跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴（h+），光生空穴与光催化材料表面的水反应，生成羟基自由基，而光生电子与光催化剂表面的氧反应，生成超氧负离子。羟基自由基和超氧负离子具有较强的氧化还原电位，可将挥发性有机物氧化分解成无害的CO2和H2O，达到净化空气、分解挥发性有机物的目的。

*光催化材料在光照下能一直持续释放自由基，对挥发性有机物进行氧化分解，而自己不发生变化，具有*活性。

1、光催化反应原理

羟基自由基和超氧负离子是除氟之外，较强的氧化剂，但是氟对人体和环境有着巨大的危害，在很多场合不再使用。

2、常温催化材料

光催化材料是一种常温催化材料，可在室温及稍高温度下进行反应（通常低于65℃）。提高光催化材料性能的途径有三个：一个是降低纳米催化材料粒子的粒径，目的在于提高光催化材料的比表面积；二是通过金属掺杂、过渡金属掺杂和非金属离子掺杂改变半导体催化剂的性质来提高光催化性能；三是通过表面修饰和敏化，改变半导体催化剂的表面的形貌和结构，而引起表面性能的优化。

3、光催化材料应用中的影响因素

湿度的影响：光催化反应中，羟基自由基来源于水，所以必须保持有一定的湿度才能持续产生羟基自由基；在闭环的光催化反应中，已经证实随着水的不断消耗，光催化性能在不断的下降。

氧分量的影响：光催化反应中，超氧负离子来源于氧，所以在21%含量的情况下，光催化性能较好；而在少氧情况下会引起部分有机物反应速率的降低，同时引起生成不同的氧化产物种类。

有机物种类的影响：由于有机物物种固有性质的不同，光催化降解的速率相差很大，比如降解速率的规律如下：三氯乙烯＞丙酮＞二氯甲烷＞＞吡啶＞四氯化碳等。

浓度的影响：当对较高浓度的VOCs（比如800ppm）进行氧化分解时，仅有部分的VOCs可分解成二氧化碳和水；而当VOCs浓度较低时，也仅有部分的VOCs进行消解，原因在于羟基自由基和超氧负离子与VOCs碰撞的几率较小，也影响了降解效率。

碳原子数的影响：一般来说，低碳原子的有机物比较容易被氧化，但也与VOCs有机物本身的性质有关。

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