韦冰心，王亭杰，赵 琳，陈 林，金 涌

（清华大学 化工系，北京 100084）

进展与述评

二氧化钛颗粒表面的光催化反应过程

韦冰心，王亭杰，赵 琳，陈 林，金 涌

（清华大学 化工系，北京 100084）

综述了TiO2颗粒表面光催化反应过程的研究进展。以电子空穴机理为主线，结合最新研究结果，分析了电子空穴机理的具体反应历程。并按照光生电子空穴分离、自由基产生和自由基氧化3个过程分析了TiO2颗粒表面光催化反应历程，重点分析了自由基产生过程，明确了Ti3+和O2-等基团的形成过程和在光催化反应过程中的作用。基于TiO2光催化反应历程，提出了TiO2光催化活性的调控措施。通过提高电子和空穴复合几率，可抑制TiO2的光催化活性；通过减小禁带宽度，或抑制电子和空穴复合，可提高TiO2的光催化活性。

二氧化钛；光催化；光生电子；光生空穴；自由基

TiO2有“白色颜料之王”的美誉，广泛用于涂料、塑料、化纤、造纸、光敏材料等行业；同时，TiO2在光照尤其是紫外光照射条件下具有很强的催化活性，利用TiO2的光催化性能降解有机污染物成为目前的研究热点；TiO2也以其无毒、稳定等优点而受到广泛关注［1-2］。但是，在涂料、塑料、化纤等应用过程中，TiO2较强的光催化活性会使得有机基体被氧化降解，降低材料的耐候性和使用寿命［3-4］。揭示TiO2颗粒表面的光催化反应机理是有效调控TiO2催化活性的基础。屏蔽和抑制TiO2的催化活性，可提高钛白粉作为颜料的耐候性；强化和提高TiO2的催化活性，可发挥TiO2的光敏特性和作为光催化剂的降解作用。……