光催化是藤島昭教授在1967年的一(yī)次試驗中(zhōng)，對放(fàng)入水中(zhōng)的氧化钛單晶進行紫外(wài)燈照射，結果發現水被分(fēn)解成了氧和氫而發現的。通俗意義上講觸媒就是催化劑的意思，光觸媒顧名思義就是光催化劑。催化劑是加速化學反應的化學物(wù)質，其本身并不參與反應。光催化劑就是在光子的激發下(xià)能夠起到催化作用的化學物(wù)質的統稱。
光催化劑的種類其實很多，包括二氧化钛(TiO2),氧化鋅(ZnO),氧化錫(SnO2),二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多種氧化物(wù)硫化物(wù)半導體(tǐ)，另外(wài)還有部分(fēn)銀鹽，卟啉一(yī)等也有催化效應，但他們基本都有一(yī)個缺點-----存在損耗，即反應前和反應後其本身會出現消耗，而且它們大(dà)部分(fēn)對人體(tǐ)都有一(yī)定的毒性。所以，目前所知(zhī)的最有應用價值的光催化材料，就是TiO2.
如何解釋光催化這個反應呢，其實，從宏觀看，可以把它理解成光合作用的逆反應。
最初的地球環境不适合生(shēng)物(wù)生(shēng)存，後來光合細菌和植物(wù)開(kāi)始用光合作用，用葉綠素作爲催化劑，将無機物(wù)轉化爲有機物(wù)，它們花了近30億年才結束了地球的惡劣環境，創造了地球生(shēng)物(wù)發展的溫床。而我(wǒ)(wǒ)們的光催化反應則将這個反應反過來了，即催化劑在光的作用下(xià)，将有機物(wù)轉化成了無機物(wù)，這對補完自然界的物(wù)質循環過程具有巨大(dà)的意義。(大(dà)氧化事件與真菌)
那麽，光催化的微觀反應是什麽樣的呢？通俗的說，二氧化钛粒子本身是很穩定的存在，但是它吸收了紫外(wài)光的能量以後，就開(kāi)始變得“興奮”起來，把自己身上的電(diàn)子到處亂扔，于是，它抛出的電(diàn)子和自身空出的“電(diàn)位”就變成了撕扯有機物(wù)大(dà)分(fēn)子的“刀”，而當能量減弱以後，二氧化钛粒子就需要“歇會”了，它扔出去(qù)的電(diàn)子也全部跑了回來，和空出的電(diàn)位結合，于是，二氧化钛粒子在不消耗自己的情況下(xià)，将有機物(wù)降解了，這個過程很複雜(zá)，但最終的産物(wù)是二氧化碳和水。
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