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这些电子-空穴对迁移到表面后,可以参加氧化还原反应,加快光降解反应。这些反应包括:所产生的电子-空穴可将吸附在二氧化钛颗粒表面的羟基和水分子氧化为OH-自由基:
缔合在四价钛离子表面的OH-自由基为强氧化剂,能够氧化相邻的有机物,也可以扩散到液相中氧化有机物。许多有机物也可被空穴所氧化。吸附在二氧化钛表面的氧气可以通过捕获电子,形成过氧负离子而阻止电子与空穴的复合,继而提高其氧化反应活性:
过氧化氢能够单独与过氧离子作用或捕获电子而产生羟基自由基:
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