Photocatalytic oxidation of various compounds over TiO2 and other semiconductor oxides; Mechanistic considerations

A synthesis of studies on the photocatalytic oxidation of various compounds (isobutane, propene, alkyltoluenes, butanols, ammonia, halide ions in aqueous solution) is presented, TiO2 being the main photocatalyst. Comparisons are also made with other n-type semiconductors: ZrO2, V2O5, Sb2O4, ZnO, SnO2, CeO2, WO3. Information about the mechanism has been obtained by (i) an examination of the photocatalytic isotopic exchange of oxygen in competition with the oxidation of a hydrocarbon, (ii) kinetics and photoconductivity measurements, and (iii) oxidation of butanols by NO. The main conclusions are that these reactions proceed in an adsorbed phase and that dissociated oxygen species play an essential role. On presente une synthese d'etudes faites sur l'oxydation photocatalytique de divers composes (isobutane, propene, alkyltoluenes, butanols, ammoniac, ions halogenures en solution aqueuse), TiO2 etant le principal photocatalyseur. On fait aussi des comparaisons avec d'autres semi-conducteurs de type n, a savoir ZrO2, V2O5, Sb2O4, ZnO, SnO2, CeO2 et WO3. On a obtenu des informations sur le mecanisme en jeu (i) par l'examen de l'echange isotopique photocatalytique de l'oxygene en concurrence avec l'oxydation d'un hydrocarbure, (ii) par des mesures de la cinetique et de la photoconductivite et (iii) par l'oxydation des butanols par NO. On tire comme principales conclusions que les reactions precitees se font en phase adsorbee et qu'une espece d'oxygene dissocie joue un role essentiel.