從物理意義上說半導體是介于導體與絕緣體之間的材料，光催化是在一定波長光照條件下，半導體材料發(fā)生光生載流子的分離，然后光生電子和空穴在與離子或分子結(jié)合生產(chǎn)具有氧化性或還原性的活性自由基，這種活性自由基能將有機物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機物以及水，在反應過程中這種半導體材料也就是光催化劑本身不發(fā)生變化。一般用于做光催化劑進行光催化反應的材料都是半導體材料或具有半導體特性的物質(zhì)。

光催化原理，材料，發(fā)展及應用

原發(fā)布者:weifengjun

二，光催化材料的基本原理半導體在光激發(fā)下，電子從價帶躍遷到導帶位置，以此，在導帶形成光生電子，在價帶形成光生空穴。利用光生電子-空穴對的還原氧化性能，可以降解周圍環(huán)境中的有機污染物以及光解水制備H2和O2。高效光催化劑必須滿足如下幾個條件：（1）半導體適當?shù)膶Ш蛢r帶位置，在凈化污染物應用中價帶電位必須有足夠的氧化性能，在光解水應用中，電位必須滿足產(chǎn)H2和產(chǎn)O2的要求。（2）高效的電子-空穴分離能力，降低它們的復合幾率。（3）可見光響應特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太陽光能的4%，如何利用可見光乃至紅外光能量，是決定光催化材料能否在得以大規(guī)模實際應用的先決條件。常規(guī)anatase-typeTiO2只能在紫外光響應，雖然通過攙雜改性，其吸收邊得以紅移，但效果還不夠理想。因此，開發(fā)可見光響應的高效光催化材料是該領(lǐng)域的研究熱點。只是，現(xiàn)在的研究狀況還不盡人意。三，光催化材料體系的研究概況從目前的資料來看，光催化材料體系主要可以分為氧化物，硫化物，氮化物以及磷化物氧化物：最典型的主要是TiO2及其改性材料。目前，絕大部分氧化物主要集中在元素周期表中的d區(qū)，研究的比較多的是含Ti，Nb，Ta的氧化物或復合氧化物。其他的含W，Cr，F(xiàn)e，Co，Ni，Zr等金屬氧化物也見報道。個人感覺，d區(qū)過渡族金屬元素氧化物經(jīng)過炒菜式的狂轟亂炸后，開發(fā)所謂的新體系光催化已經(jīng)沒有多大潛力。目前，以日本學者J.Sato為代表的研究人員，已經(jīng)把目光鎖定在p區(qū)元素

標簽：催化原理材料