高级氧化技术-复习题

1、高级氧化技术-复习题 高级氧化技术复习题 1、简述构造原理的内容，怎样判断分子是处于基态还是激发态？ 电子在原子或分子中排布所遵循的规则被称为构造原理。 （1）泡里不相容原理 （2）能量最低原理 （3）洪特规则 分子中所有的电子排布都遵从构造原理所包含的规则时所处的状态，称为基态。 分子中的电子排布不完全遵从构造原理所处的状态，称为激发态。 2、根据分子轨道理论，画出基态氧分子的分子轨道，并分析其的多重性。 2p*2py*2pz*能量2p2py2p2pz2p2s*2s2s2s1s*1s1s1s原子轨道分子轨道原子轨道 基态氧的多重性为3。 3、画出激发态分子与基态分子之间分别发生（1）电子转移

2、；（2）能量转移的示意图。 （1）电子转移 d*ad+a- d*+ad+a- （2）能量转移 lumolumohomod*homoada* d?a? *d?a *4、半导体tio2受光激发后，电子和空穴的命运有哪几种？画图表示并说明。 hveg+-+da+-*ce-+b+ox-aadsox+reddadsred （a）受光激发，电子-空穴对分离；（b）空穴扩散到催化剂表面，氧化有机物；（c）电子扩散到催化剂表面，还原分子氧；（d）电子-空穴的表面复合；（e）电 子-空穴的体相复合。 5、二氧化钛的工业制备方法有哪些？简单介绍其原理。 （1）硫酸法原理： fetio3?2h2so4?tioso4

3、?feso4?2h2otioso4?2h2o?tio(oh)2?h2so4tio(oh)2?tio2?h2o? （2）氯化法原理 tio2?2cl2?2c?ticl4?2coticl4?o2?tio2?2cl2 6、贵金属表面沉积对tio2光活性有什么影响？画图表示并说明。 贵金属通过改变电子的分布而修饰了半导体的性质。当两种物质接触时，电 子就会不断地从tio2向沉积金属迁移。贵金属负载，可以电子和空穴分别定域在贵金属和半导体上。抑制复合，高光催化活性。 hv surface recombination+-+-*+o2pt-o2-+oho2- volume recombination+r.+

4、o2ohr- 7、cds-tio2复合型半导体的电子传输机理？ hveg=2.5eveg=3.2evcdstio2 cds的禁带宽度（2.5ev）比tio2的带隙（3.2ev）窄，能够吸收可见光而受到激发，而且cds的导带位置比tio2的高越0.5ev，这使光生导带电子能够注入到tio2的导带上，产生有效的电荷分离，提高光催化效率。复合半导体光催化剂通过提高电荷分离度，拓展体系光激发能量范围，为提高光催化反应过程提供了一个便捷途径。 8、非金属（如氮）掺杂tio2有什么意义？其原理？掺杂tio2方法的缺陷？ cbtio2tio2-xnxdopant levelvb 非金属掺杂通过在tio2的禁

5、带中间引入掺杂能级，效缩小tio2的禁带宽度，使tio2的激发波长从紫外区拓展到可见光区，提高了可见光的催化活性。 缺点：（1）催化剂的稳定性下降；（2）空穴的氧化能力减弱；（3）可能牺牲 催化剂的紫外光催化活性。 9、tio2在紫外光的作用下，可以降解活性染料x3b。实验发现，当在溶液中加入少量的fe3+后，x3b的降解速率大大增加。试解释原因。 o2o2.-fe2+fe3+rr.+ fe3+夺取光生电子的能力要大于分子氧。fe3+通过快速转移光生电子，抑制了载流子的复合，增加了空穴浓度。因此，x3b的降解速率大大加快。 10、简述tio2溶液中，可见光照射下的染料自敏化降解的原理。 在可见

6、光的照射下，tio2通常不能被激发，但染料分子可以被激发。（1）激发态的分子可以向二氧化钛导带注入电子，该电子被吸附在tio2表面的分子氧俘获，生存超氧负离子自由基。（2）超氧负离子自由基可以氧化染料阳离子，使它发生氧化降解。超氧负离子自由基也可以逐渐转化为羟基自由基，再去氧化染料分子而发生降解。 11、photo-fenton反应降解有机污染物的原理？ h2o2fe3+ho2.x3bx3b.ohfe2+h2o2 fenton反应原理： fe2+离子能促进h2o2的分解，产生羟基自由基，自身被氧化为fe3+。fe3+也可以被h2o2还原，实现自身的循环，而h2o2被氧化为超氧自由基。羟基自由基和超氧自由基具有很强的氧化能力，使水中的有机污染物发生降解和矿化。 在光的作用下，fenton反应的速率大大加快。因而，有光参与的fenton反应，又被称为photo-fenton反应。 12、杂多酸光催化降解有机污染物的原理？ pom?pom pom + h2o?pom + .oh + h *-+hv*dye + .oh?degradation pom+o2?pom+o2 -.- 13、什么是高级氧化技术？环境光催化技术的共性？ 高级氧化技术是指以羟基自由基为主要氧化物种的氧化过程。常用的高级氧化技术有tio2光催化、杂多酸光催化、photo-fenton反应、fe3+光解和