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文档简介
光催化剂水解制氢的研究,姓名：张哲,一.引言,1.什么是光催化剂？2.研究意义3.研究背景4.研究现状,二.光催化的机理,图1.导体、半导体、绝缘体能带结构,在半导体被光照激发时，激发光的波长由半导体本身的性质决定。半导体的禁带宽度与光吸收阀值的关系可表示为:入(nm)=1240/Eg(eV）。,半导体,光照,激发态光生空穴和电子,参与光催化反应,发生复合产生能量,图2.半导体光催化原理示意图,光催化分解水的反应是将光能转化为化学能，当光能大于半导体光催化剂禁带宽度时，价带吸收光能将电子激发到导带，导带中产生光生电子，价带中产生空穴，电子还原水产生氢气,空穴氧化水产生氧气,2hv,2e-+2hole+,2hole+H2O,1/2O2+2H+,2H+2e-,H2,光催化水解制氢主要过程：,半导体,吸收光子,光生电子-空穴对,电荷分离-光致电子和空穴移动,+H2O,在催化剂表面发生化学反应,H2和O2,图3.光催化水解制氢原理,影响光催化剂活性的主要因素:能带结构晶格缺陷催化剂粒径比表面积光照强度,三、存在问题及解决途径,对光能（尤其是可见光）的利用率不高研制、设计、开发高效的光响应光催化剂，且必须满足禁带较窄、能有效利用可见光资源。光生载流子分离效率较低使用新的、更为有效的方法阻止电子和空穴的分离，从而提高光催化反应效率产氢效率低、催化剂生产成本高、反应条件比较苛刻深入研究光催化分解水机理，揭示光催化剂结构与性能之间的关系，探索新型低成本高产氢率的光催化剂,四、发展方向,探索具有高吸光率和宽吸光带的小尺寸、颗粒状光催化材料；探索太阳能供电光催化电解水制
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