【摘要】：双注入机制[6]认为，在紫外光的照射下，TiO2的价带电子受激发跃迁到导带，同时在价带中生成相同数量的空穴，见式。由于实验中甘油在紫外灯的照射下可能导致羟基断裂形成水分子，同时TiO2表面也可能吸附有水分子，空穴与水分子结合后产生质子和氧自由基，见式，氧自由基可能占据粒子中的空位或结合成氧分子释放到大气中。光生电子注入TiO2导带与TiO2和质子反应形成“青铜结构”HxTi3+xTi4+1-xO2，见式，即出现Ti3+。
3 双注入机制及小极子模型
双注入机制[6]认为，在紫外光的照射（hν≥Eg）下，TiO2的价带电子受激发跃迁到导带，同时在价带中生成相同数量的空穴，见式（1）。由于实验中甘油在紫外灯的照射下可能导致羟基断裂形成水分子，同时TiO2表面也可能吸附有水分子，空穴与水分子结合后产生质子和氧自由基，见式（2），氧自由基可能占据粒子中的空位或结合成氧分子释放到大气中。另外，空穴也可与TiO2表面吸附的甘油结合产生质子，见式（3），同时产生的醇自由基还可以与空穴结合生成质子和醛类，见式（4）。光生电子注入TiO2导带与TiO2和质子反应形成“青铜结构”HxTi3+xTi4+1-xO2，见式（5），即出现Ti3+。更详细的研究表明，电子从氧原子的2p轨道跃迁到钛原子3d轨道形成Ti3+，而Ti3+与Ti4+之间的价电子跃迁（式（6））吸收了可见光从而导致颜色的变化，该价电子跃迁是由于Ti3+A吸收了光子能量，使其3d轨道上的一个电子跃迁到邻位Ti4+B的3d轨道形成Ti3+B的过程。由于生成的Ti3+具有还原性，当与空气中的氧或其他氧化剂接触时，会发生氧化反应转变为Ti4+，从而使蓝色消失，见式（7）。
小极子模型[6]认为由于不是所有的Ti4+位置都具有相同的能量，电子在注入Ti的3d轨道时，更容易被低能量的Ti4+捕获并极化其周围晶格形成小极子，小极子在相邻的Ti之间跃迁吸收了可见光从而导致颜色的变化，这种跃迁吸收的能量在一个很宽的范围内。
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