追溯氙灯光源从亚洲走向全世界的发展之路

　　氙灯光源发展历史十分悠久，虽然发源地不在我国，但是就是从亚洲走向全世界的。早在1930年便有以氧化锌(ZnO)为反应素材的光触媒被记载于文献 ，但自1972年日本多相光催化研究学者，藤岛昭和本多健一在n-型半导体二氧化钛(TiO2)电极上发现了水的光电催化分解作用特性以来，制作氙灯光源都采用半导体二氧化钛为反应材料。现在学术上对氙灯光源的定义为：“以二氧化钛为反应材所制成的一种半导体应用材料”。所以氙灯光源早期发展是在亚洲以日本、韩国、台湾为代表的学术界及产业界。

氙灯光源是国内最先进的光催化（光化学）研究级光源。广泛应用于光解水制氢、光降解污染物、各类模拟日光可见光加速实验、各类模拟日光紫外波段加速实验等研究领域。该光源可实现高能量密度、长时间连续照射。结合各种滤光片可实现多种的组合手段，实现窄波段的催化剂改进效果评价及宽带通总体催化效果评价。该产品可配合多种反应器（系统）可完成固、液、气相的在线及离线分析实验。

氙灯光源图片

影响氙灯光源活性的主要是TiO2晶体结构、TiO2表面结构、催化剂颗粒直径、pH值、反应温度因素，光源、光强仅是一般因素。我们认为，这是一种片面的认识。

第一，分析TiO2晶体结构因素，高活性的锐钛矿，具有较高的禁带宽度使其电子空穴对具有更正或更负的电位，因而具有较高的氧化能力，决定发生的光催化过程强弱；

第二，分析TiO2表面结构因素，充分接受光照的表面积、对光子的吸收能力、对光生电子和空穴捕获并使其有效分离的能力、电荷在表面向底物转移的能力，决定催化剂表面发生的光催化过程强弱；

第三，分析催化剂颗粒直径因素，催化剂粒子的粒径越小，单位质量的粒子数越多，比表面积越大，这样产生两种效应：

①半导体禁带明显变宽，电子-空穴对的氧化还原能力增强。

②半导体电荷迁移速率增加，电子与空穴的复合几率降低。对外表现为催化活性越高。

从上述分析中，我们不难发现所有因素都需要最为重要的反应条件：TiO2吸收光能并转化为电化学能产生氧化还原反应。在其它反应因素恒定条件下，依据能量守恒定律，光催化氧化还原反应强弱，与UV光源传递的光能强弱成正比例关系。

氙灯光源氧化分解有害气体VOCs操作条件温和，是一种易于实用化的污染物降解技术，可杀灭大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、霉球菌、空气中的浮游细菌等。因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理，达到净化空气、抗污除臭的作用。 最终产物为二氧化碳、水等无害物质。在反应过程中，氙灯光源光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有时间持久、持续作用的优点。

　　氙灯光源反应影响因素中，除催化剂特性已普遍被人们所关注、研究之外，光源、有机物浓度、pH值、反应温度皆有关联，其中UV光源的选择极为重要。其中，催化剂特性因素包含粒径、比表面积、表面羟基、结晶度(混晶)、吸光度(光谱响应范围)等；光源因素包含黑光灯(250～320nm)、高压汞灯(365nm)、碘钨灯(可见区)、氙灯(可见区)等；有机物浓度因素中的高浓度下，由于有机物对紫外光也有一定程度的吸收，反而会抑制光催化氧化的速度；反应温度因素中光催化反应是光化学过程和热化学过程的结合，因此热化学过程会影响光催化速度。

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