【摘要】 光催化效率或降解速率受反应物初始浓度的影响。

1、反应物初始浓度的影响

 

光催化效率或降解速率受反应物初始浓度的影响。初始浓度增加，光催化效率或降解效率波动，且浓度对催化效率或降解效率的影响存在明显的转变，低浓度目标物的光催化降解效率大于高浓度目标物的光催化降解效率，具体可参照光催化降解VOCs动力学模型（如式1和式2所示）以及双活性动力学模型。其中式1成立的前提是假设反应中间产物的作用忽略不计，且光催化反应速率与光辐照强度呈线性关系；式2则是假设速率控制步骤是催化剂表面吸附氧和有机物分子的反应，认为氧在反应过程中是过量的，可以看作常数，且考虑到吸附平衡。

式1 Langmuir-Hinshelwood模型

式1 Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW) 模型

 

双活性位动力学模型包括反应过程的四个组分：有机污染物A，部分氧化中间体B，最终氧化产物C和惰性组分(以水为主) 。在该模型下，假设水对模型没有影响，但占据吸附活性位，氧化产物C主要是CO和CO2，由于它们与催化剂的吸附作用较弱，能很快从催化剂表面进入气相。

 

2、湿度的影响

对于不同化合物或者在不同浓度的实验条件下，湿度对光催化降解的影响存在很大的差别。总结来说，影响大致如下：（1）高湿度条件对大多数疏水性化合物表现出抑制作用，化合物在水中的溶解度越小，高湿度越不利于光催化降解，因为疏水的化合物难于吸附在潮湿催化剂的表面或边界层，导致光催化活性受到限制；相反，高湿度条件有利于大多数亲水性化合物降解，这些化合物具有较高的水溶性，能够穿透催化剂表面水膜或吸附边界层而接触到催化剂的活性中心所致。（2）低湿度条件下，由于一定的湿度有利于促进水分子在催化剂表面产生自由基，进而氧化污染物分子，因此，水分子对疏水性化合物展现出一定的强化作用。

 

[1] 耿启金; 王林同; 任海波; 李丹, 影响光催化降解VOCs可操作因素的研究进展[J], 化工进展. 2011,30(12)

 

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