從物理意義上說(shuō)半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，光催化是在一定波長(zhǎng)光照條件下，半導(dǎo)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(jī)物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機(jī)物以及水，在反應(yīng)過(guò)程中這種半導(dǎo)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(jìn)行光催化反應(yīng)的材料都是半導(dǎo)體材料或具有半導(dǎo)體特性的物質(zhì)。

光催化原理，材料，發(fā)展及應(yīng)用

原發(fā)布者:weifengjun

二，光催化材料的基本原理半導(dǎo)體在光激發(fā)下，電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶位置，以此，在導(dǎo)帶形成光生電子，在價(jià)帶形成光生空穴。利用光生電子-空穴對(duì)的還原氧化性能，可以降解周圍環(huán)境中的有機(jī)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(gè)條件：（1）半導(dǎo)體適當(dāng)?shù)膶?dǎo)帶和價(jià)帶位置，在凈化污染物應(yīng)用中價(jià)帶電位必須有足夠的氧化性能，在光解水應(yīng)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(fù)合幾率。（3）可見光響應(yīng)特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太陽(yáng)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(shí)際應(yīng)用的先決條件。常規(guī)anatase-typeTiO2只能在紫外光響應(yīng)，雖然通過(guò)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(yīng)的高效光催化材料是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。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(lái)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(fù)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(bào)道。個(gè)人感覺，d區(qū)過(guò)渡族金屬元素氧化物經(jīng)過(guò)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(xué)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(biāo)簽：催化原理材料