阴离子对TiO2结构的影响及其光催化性能的研究文献综述
2020-04-07 16:21:03
文 献 综 述 由于化石燃料本身的不可持续性,以及燃烧化石燃料释放的大量CO2 产生的温室效应、环境污染等问题,构建洁净的、环境友好的、非化石燃料的可再生新能源体系,已经成为世界各国高度关注的焦点和重大战略。
太阳能由于其取之不竭、洁净无污染等优点,必将在未来的新能源开发中占据举足轻重的地位。
而氢能具有高燃烧值、燃烧产物是水无环境污染等优点。
因此,利用丰富的太阳能光催化制氢作为可持续发展的新能源途径之一,正日益受到国际社会高度关注。
[1] 半导体光催化制氢反应的基本过如下:半导体吸收能量等于或大于禁带宽度(Eg)的光子将发生电子由价带向导带的跃迁,这种光吸收称为本征吸收。
本征吸收在价带生成空穴h VB,在导带生成电e #8211;CB,这种光生电子空穴对具有很强的还原和氧化活性,由其趋动的还原氧化反应称为光催化反应。
光催化反应包括,光生电子还原电子受体H 和光生空穴氧化电子给D-的电子转移反应,这两个反应分别称为光催化还原和光催化氧化。
根据激发态的电子转移反应的热力学限制,光催化还原反应要求导带电位比受体的E(H PH2)偏负,光催化氧化反应要求价带电位比给体的E(DPD-)偏正,换句话说,导带底能级要比受体的E(H PH2)能级高。
价带顶能级要比给体的的影响, E(DPD- )能级低。
在实际反应过程中,由于半导体能带弯曲及表面过电位等因素的对禁带宽度的要求往往要比理论值大[2]。