硫化物催化剂的设计及其光催化性能的研究文献综述
2020-04-29 19:03:15
能源缺乏以及环境污染已成为经济持续发展所面临的重大难题。
而氢能长久以来作为一种清洁能源得到众多科学家青睐。
目前国内外报道的产氢方法众多,有电解水、生物制氢等。
电解水过程会消耗大量电能,生物制氢效率又特别低。
这些方法都不是长久解决能源危机的途径。
近些年以半导体为基础的光催化剂,其高效、低成本、简易、利用永不枯竭的阳光作为动力,已经成为一种用来解决环境问题和能源危机的高效绿色技术。
然而一般研究的光催化剂,例如 TiO2、ZnO、ZnS,由于较高的带宽和光生电子与空穴结合率,一定程度上限制了发展,因此发展高效的硫化物光催化剂显得越来越重要。
导体能带理论可以用来解释光催化反应原理,当入射光的能量等于或高于半导体光催化材料的禁带宽度时,半导体光催化材料的价带电子受到激发会跃迁至导带,同时在价带上产生相应的电子空穴,从而产生电子空穴对;紧接着光生电子、空穴在内部电场作用下分离并迁移至光催化材料表面,分别发生还原及氧化反应,从而达到分解有机污染物的功效。
研究人员探究发现,影响催化剂在可见光催化下反应的活性主要有两种因素。
其中,内在因素有导带的位置及其带隙宽度、晶体相结构、结晶度、晶体粒径以及比表面积等;外在因素主要有光源、牺牲剂的种类、催化剂的加量等。
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