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1.3 光催化基本原理
(POM)光催化化學研討始於(yú)20世紀80年代初。POM富含d0電子構(gòu)型的過渡金屬原(yuán)子和2p電(diàn)子構型的氧原子。氧原子中的2p電子(zǐ)向過渡金屬M的5d空軌道躍(yuè)遷,即O-M的電荷躍遷(oxygen-to-metal charge-transfer,簡寫為(wéi)OMCT)。按照分子軌(guǐ)道理論,POM分子吸收光往後,其(qí)分(fèn)子中的電子由最高占有軌道(HOMO)被激發到最低未占(zhàn)用軌道(LUMO),構(gòu)成激(jī)發(fā)態的POM*,POM*具有較強的氧化才幹,能夠氧化其他物質而本身被還原為雜(zá)多藍(lán)(POM-)。通常激發態(tài)的POM*具有這種較強的電子貯存才幹。 氙燈光源(yuán)
半導體(tǐ)光催化劑大多是硫族化合物半(bàn)導體都具有差異(yì)於金屬或絕緣物質(zhì)的格外的能帶結構,即在價帶(ValenceBand,VB)和導帶(ConductionBand,CB)之間存在一個禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。由於半導(dǎo)體的光(guāng)吸收閾值與帶隙具(jù)有式 K=1240/Eg(eV)的聯係,因此常用的寬帶隙半導體的吸收波長閾值(zhí)大都在紫外區域。當光子能量高於半導體吸收閾值的光照耀半導(dǎo)體時,半導體的價帶電(diàn)子發生躍遷,即從價帶(dài)躍遷到導帶,然後產生光生電子(e-)和空穴(xué)(h+)。此時吸附在納米顆粒表麵的氫氧(yǎng)根離子和水氧化成氫(qīng)氧自由基。而超氧負離子和氫(qīng)氧自由基具有(yǒu)很強(qiáng)的氧(yǎng)化功能,能將絕大多數的有機物氧化至畢竟產品CO2和H2O,乃至對一(yī)些無機物也能(néng)徹底分解。
1.4 分光光度計的原理
光是一種電磁波,具有一定的波長和頻率。可見(jiàn)光的波長範圍(wéi)在400-760nm,紫外光為200-400nm,紅外光為760-500000nm。可見光因波長不相同呈現不相同顏(yán)色,這(zhè)些(xiē)波長在一定(dìng)範圍內呈現不相同顏色的光稱單色光。太陽或鎢絲等(děng)宣告的白光是複(fù)合光,是各種單色(sè)光(guāng)的混合光(guāng)。有色物質溶液(yè)能夠選擇性吸收一部分可見光的能量而呈現(xiàn)不相同顏色,而(ér)某些無色物質能特征性地選擇紫外光或紅外光的能量。物質吸收(shōu)光源宣告(gào)的某些波長的光可構成吸收光譜,由於物質分子結構不相同,對光的吸收才(cái)幹不相同,因(yīn)此每種物(wù)質都有特定的吸(xī)收光譜,而(ér)且在一定條件下吸(xī)收程度與該物質的(de)濃(nóng)度成正比,分光光度法便(biàn)是運用物質的這種吸收特征對不相同物質進行定(dìng)性或定量剖析的辦法。
很多有機化合物在紫外(wài)區具有特征的吸收光譜,因此可用紫外分光光(guāng)度法
對有機物質(zhì)進(jìn)行定性斷定,結構(gòu)剖析及定量測定.紫外分光光度法定量測定的根據是比耳規則。首要斷定化合物的紫外吸收光譜,斷定大吸(xī)收波長。在選定的波長下,作出化(huà)合物溶液的作業曲線,根據在(zài)相同條件下測得待測液的吸光(guāng)度值來斷定待測液中化合物的含量。 物質的吸收光譜本質上便是物質中的分子和原子吸(xī)收了入射光中(zhōng)的某些特定波長的光能量,相應地發生了分子(zǐ)振動能級(jí)躍遷和(hé)電子能級躍遷的效果。由於各(gè)種(zhǒng)物質具有各自不相同的分子、原子和不相同的分子空間結(jié)構,其吸收光能量(liàng)的情況(kuàng)也就不會相同,因此,每種物質就有其特有的、固(gù)定(dìng)的吸收光譜曲線,可根據吸收光譜上的某些特(tè)征(zhēng)波利益的吸光度的凹凸區分或 測定該物質的含(hán)量,這便是分光光度定性和定(dìng)量(liàng)剖析的基礎。分(fèn)光光度(dù)剖析(xī)便是根據物質的吸 收光譜研討物質的成分(fèn)、結構和物質間相互作用的有用方法。 紫外可見分光光度法的定量剖析(xī)基礎是朗伯-比爾(Lambert-Beer)規則。即物質在一定濃度 的吸光度與它的吸收(shōu)介質的厚度呈正比,即符合朗伯爾—比爾規則(zé) T = I/I0 LogI0/I = KCL A = KCL 其間 :T 透射比(bǐ) I0 入射光強度 I 透射光強度 A 吸(xī)光度 K 吸收係數 L 溶液的光(guāng)程長(zhǎng)
C 溶液的濃度通常做物質斷定、純度檢查,有機分子結構的(de)研(yán)討。 這便是分光光(guāng)度法用於物質定量剖析的理論根據 氙燈光源