無機合成

三氧化鎢圖片

光觸媒被廣為人知的是它強烈的催化降解功效,它能有效降解空氣中有毒有害物質;殺滅多種細菌,並能夠對細菌或真菌釋放出的毒素進行分解及無害化處理;同時還具備除甲醛、除臭、抗汙、淨化空氣等功能。然而,事實上,它還能夠用於無機物的合成,如H2、I2以及NH3等。

合成碘

元素週期表53號元素碘,在化學元素週期表中位於5週期系ⅦA族是鹵族元素之一。單質碘呈紫黑色晶體,易昇華,昇華後易凝華,有毒性和腐蝕性,是人體的必需微量元素之一。 1989年,陳德智等用WO3/α-FeWO2OWO3/W對水溶液中的碘離子進行光催化氧化合成單質I2,其結果顯示:在優化條件下,I2的產率達到22.0%。

生成氫氣

氫氣是公認的最清潔的能源,因其燃燒的最終產物是水,完全無害,而且,其燃燒熱能相當高,達到1.4*10^8 J/kg(2.82*10^5 J/mol)。而我們最常用的的燃料煤,其標準煤的燃燒熱值為:29.26MJ/kg ,是標準煤燃燒熱值的4700多倍。自從首例二氧化鈦光催化離解水產生氫氣以來,世界範圍內曾一度興起光解水制氫的熱潮,各種對光觸媒催化分解水制氫的研究和報導層出不窮。1980年,有研究者將鉑和二氧化鈦表面裝置NaOH,在水蒸氣中進行光分解實驗,發現氫氣和氧氣同時產生的現象。

合成氨氣

傳統的氨氣合成原理是:原料氮氣和氫氣,在高溫、高壓、催化劑條件下生成氨氣。這種方法首先需要投入大量的資本,高溫要求消耗巨大的熱量,高壓要求特殊的設備;其次,高溫高壓狀態下易發生爆炸事故,不安全。因而,尋求一種節約能源,反應條件溫和,安全的反應方式變得十分必要。研究表明,氮氣和氫氣在光觸媒的作用下,置於100W汞燈,常壓,82~86°C的條件下,能夠合成NH3;然而,由於技術限制,目前光催化合成NH3的產率還很低,不能滿足批量生產的需求。但是,由於它的反應條件極為溫和,或許會對新的人工固氮模式有所啟發。