看完下面的光催化原图，有个清晰认识的，你的化学真不是数学老师教的
TiO_2光触媒的反应机理
①光致电子跃迁（h+）(e-)
锐钛矿晶型纳米TiO_2在特定波长光波的照射之下，表面发生电子跃迁，一个TiO_2表面“价电带电子（e-）”跃迁到“导电带”上成为活性电子，从而形成光电流，并使TiO_2表面留下缺电子的带正电的空穴(h+，hole)。反应式如下：
TiO2+hυ(E>Ebg)→(TiO2)+e-+ h+
生成的（h+）和(e-)不会立即再结合（recombination）而消失，而是作短暂的停留，时间仅数微秒（μsec），正是由于这个关键的短暂停留，形成了TiO_2的光催化性能。
②羟基自由基（·OH）的形成
空穴（h+，hole）为填充电子缺损，从空气中的水（H2O）夺取电子，生成“羟基自由基（·OH）”。反应式如下：
H2O+h+ →·OH（羟基自由基）
③超氧阴离子的形成
在第一步，光波的照射之下TiO_2表面“价电带电子（e-）”跃迁到“导电带”上成为活性电子，这个活性电子遇到空气中的氧气，反应式如下：
O2+ e-→·O2ˉ(活性氧)
有机污染物的降解
由光触媒产生的羟基自由基(·OH)的氧化能约为240Kcal/mol
光触媒所产生的活性氧(·O2ˉ)的氧化能约为120Kcal/mol
各种有机物化学键的氧化键能如下表
化学键 ·OH O2 ˉ C-C键 C-H键 C-N键 C-O键 H-O键 N-H键
氧化能(kcal/mol) 240 120 83 99 73 84 111 93
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TiO_2光触媒的反应机理
①光致电子跃迁（h+）(e-)
锐钛矿晶型纳米TiO_2在特定波长光波的照射之下，表面发生电子跃迁，一个TiO_2表面“价电带电子（e-）”跃迁到“导电带”上成为活性电子，从而形成光电流，并使TiO_2表面留下缺电子的带正电的空穴(h+，hole)。反应式如下：
TiO2+hυ(E>Ebg)→(TiO2)+e-+ h+
生成的（h+）和(e-)不会立即再结合（recombination）而消失，而是作短暂的停留，时间仅数微秒（μsec），正是由于这个关键的短暂停留，形成了TiO_2的光催化性能。
②羟基自由基（·OH）的形成
空穴（h+，hole）为填充电子缺损，从空气中的水（H2O）夺取电子，生成“羟基自由基（·OH）”。反应式如下：
H2O+h+ →·OH（羟基自由基）
③超氧阴离子的形成
在第一步，光波的照射之下TiO_2表面“价电带电子（e-）”跃迁到“导电带”上成为活性电子，这个活性电子遇到空气中的氧气，反应式如下：
O2+ e-→·O2ˉ(活性氧)
有机污染物的降解
由光触媒产生的羟基自由基(·OH)的氧化能约为240Kcal/mol
光触媒所产生的活性氧(·O2ˉ)的氧化能约为120Kcal/mol
各种有机物化学键的氧化键能如下表
化学键 ·OH O2 ˉ C-C键 C-H键 C-N键 C-O键 H-O键 N-H键
氧化能(kcal/mol) 240 120 83 99 73 84 111 93
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