光催化与生活.ppt

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生活中的光催化技术,朱永法清华大学化学系http:

/2014.11.29杭州，浙江理工大学,清华大学环境与能源催化实验室,内容提要,环境与能源问题的严峻性光催化技术的基本原理光催化技术与生活质量,清华大学环境与能源催化实验室,化石能源的不可再生性,煤、石油、天然气等化石能源的不可再生性；一次能源均来自亿万年太阳能的积累，无法循环使用,光合作用是唯一可利用CO2和水合成有机物的反应地球上最伟大的反应,清华大学环境与能源催化实验室,在过去100年里，消耗了1420亿吨石油和2650亿吨煤，消耗了世界56的石油和60以上的天然气如何利用太阳能是绿色能源最关键的技术,亿万年形成的化石燃料仅支持了约300年的现代工业文明！

化石能源的短缺性,清华大学环境与能源催化实验室,温室效应：

由于排放使得大气中二氧化碳含量提高，全球气候在同步变暖，发生温室效应。

温室效应的危害性,清华大学环境与能源催化实验室,全球每年排放SO22.9亿吨，NOx约为5千万吨，以及大量可吸入粉尘；导致了酸雨、光化学烟雾、灰霾,污染严重的大气环境,制约健康的室内污染,我国每年由室内空气污染引起的非正常死亡人数达11.1万人有68%的疾病是室内污染造成的。

清华大学环境与能源催化实验室,建筑材料装饰材料人的活动室外污染物,清华大学环境与能源催化实验室,染料废水：

主要工业废水之一，其毒性大，色泽深，严重危害了生态环境。

农药污染：

我国每年农药产量大约20万吨，还从国外进口农药75万吨。

通过喷施、地表径流及农药工厂的废水排入水体中洗涤剂污染：

每年大量的洗涤剂进入水体，并难以降解；工业污水：

煤化工、石油化工、化工废水、矿山废水等；,Ref:

国家环境保护总局.长江三峡工程生态与环境监测公报,难以寻觅到清纯的流水,社会发展面临的制约问题,化石能源的枯竭绿色可再生能源的突破环境污染的严重恶化大气污染的控制：

大气灰霾、雾霾、光化学气候温室气体二氧化碳排放的控制室内空气的质量的提高水污染的控制生活用水的安全；,清华大学环境与能源催化实验室,清华大学环境与能源催化实验室,光催化技术的优势,常温省能源：

仅需低功率UV光源，不需要加温；可以直接利用太阳光杀菌广普和能力强，无耐药性；有毒有机物的彻底矿化，均可降解；效率高，寿命长维护简单，运行费用底无污染，无毒，卫生安全,光催化技术的应用前景,军事应用防生化、野战保障,清华大学环境与能源催化实验室,光催化科学原理,半导体在紫外及可见光激发下，产生光生电子和光生空穴；光生电子具有还原性质，可还原水产氢，还原二氧化碳产油，直接产电-太阳能电池-能源利用；光生空穴具有强氧化性，能降解或矿化有机污染物，杀灭细菌和病毒-环境应用。

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原始污染瓷砖B:

光照10分钟C:

光照20分钟D：

光照30分钟E:

光照40分钟,自清洁瓷砖可以在太阳光或室内光照射下，对积累在表面的有机污染物分解成水和二氧化碳，实现自清洁的功能,清华大学环境与能源催化实验室,建筑物外墙的自清洁,光催化涂层可以通过超亲水性和降解功能实现建筑物表面的自清洁功能,建筑物的抗菌防霉,清华大学环境与能源催化实验室,光催化涂层具有杀菌效果，可以杀灭霉菌等，保证建筑物不会发霉,建筑物涂层的空气净化,清华大学环境与能源催化实验室,光催化涂层还可以分解空气中的有害物质，对空气实现净化功能,自清洁建筑的应用实例,清华大学环境与能源催化实验室,交通生活中的光催化,隧道内的尾气净化道路上的尾气净化地铁站的空气净化地下停车场的空气净化密闭车厢内的空气净化,清华大学环境与能源催化实验室,汽车尾气霉变及异味装修材料释放人员交叉感染空气污浊化,净化密闭交通工具内的污浊空气，避免交叉感染消除地下交通站点的污浊空气和汽车尾气,工业污染的控制,工业废气净化制鞋厂的三苯废气喷漆、印刷厂的溶剂化工有害废气等,清华大学环境与能源催化实验室,彻底分解为二氧化碳和水,工业污水净化,清华大学环境与能源催化实验室,各种难降解有机污水彻底分解为二氧化碳和水,光催化与国防事业,防生化处理：

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清洁能源太阳能电池：

直接发电光合作用-温室气体变油,清华大学环境与能源催化实验室,光解水制氢视频,染料敏化太阳能电池,染料敏化太阳能电池,清华大学环境与能源催化实验室,我国地面每年吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量（每年开采煤炭34亿吨）;目前染料敏化太阳能电池转换效率可以达到13%,太阳能路灯,太阳能发电站,野外电能供给,清华大学环境与能源催化实验室,真的可以水变油吗？

在太阳光下，在光催化剂可以把水分解为氢和氧气，形成绿色氢能，再与温室气体反应可变成油,清华大学环境与能源催化实验室,温室气体也可以变油吗？

在太阳光辐照,光催化可以直接将空气中的二氧化碳和水汽转化为烃、醇类等有机燃料,自清洁与空气净化视频,清华大学环境与能源催化实验室,A:

降解VOC演示B:

防雾自洁演示C:

分解染料演示,空气净化器净化视频,清华大学环境与能源催化实验室,光催化研究工作,TiO2介孔薄膜光催化剂钨酸铋和钼酸铋光催化剂钨酸锌和钼酸锌光催化剂磷酸铋光催化剂共轭分子表面杂化光催化研究表面氧缺陷型光催化研究光电协同催化降解研究C3N4活性与氧化能力提高研究吸附富集-定位光催化降解研究,清华大学环境与能源催化实验室,致谢,国家自然科学基金杰出青年基金（20925725）、重点项目（21437003）、科技部973项目（2013CB632403）和863项目（2012AA062701）的资助,56,感谢各位老师和同学的支持！

谢谢！

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