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光催化剂的载体修饰及其净化耦合功能

上官文峰

  光催化在环境净化和太阳能能转换等方面拥有巨大的应用潜力,并且在某些环境净化领域已进入商业化。在学术与技术研究方面,光催化剂活性组分的材料结构与性能已经受到广泛的研究与报道。本文聚焦作为光催化应用产品中的关键技术之一——载体的制备,主要介绍课题组近年来在光催化载体的设计与修饰、以及载体在与光催化剂耦合中的协同作用方面的研究。利用中间层修饰的金属泡沫用于光催化剂载体,不仅具有高活性和优良的流体力学性能,而且保持有优良的金属物理机械性能,可方便地用于各种空气净化装置。这里的中间层不仅提供了交大的比表面积,而且抑制了光生载流子的复合,提高了光催化活性。具有环保和低成本特征的活性炭经过修饰具有对污染物较强的选择性吸附和浓缩作用,从而提高净化效率。通过Zn、Cu、Mn等过渡金属子的离子交换和改性后分子筛负载光催化剂,具有明显的光催化耦合作用,能有效利用光源或高压静电等释放出的臭氧等活性物种产生协同效应,显著提高了净化效率。研究表明:通过载体的优化设计以及与活性组分的合理匹配,形成有效的 吸附/浓缩和耦合催化 是提高其净化产品性能的有效途径和方法。……