光催化分解水综述.ppt

1、光催化分解水摘要，MADE BY EAST，2，前言，氢是发热量高的清洁能源，完全燃烧的产物水不会对环境造成任何污染，发热量是同等质量汽油的2。是7倍。因此开发低能量高效的制氢方法成为国内外许多科学家共同关注的问题。日本富士通自1972年首次发现紫外线(380nm)的作用以来，金红石型TiO2单晶静电场在常温下能将水分解为H2和O2，从光能转换的角度来看，在光触媒分解氢的领域有很多研究。MADE BY EAST，3，1。从水的太阳能光解、太阳能利用的角度来看，光解水制氢主要利用太阳能中阳光辐射的紫外线和可见部分。目前，光海水氢主要采用以下三种茄子方法：光化学电池(PEC)光合作用催化半导体光催

2、化剂光催化剂化，Made Bieast，4，1.1光化学电池(PEC)，光化学电池通过光阳极将太阳能吸收和光能量转化为电能。光阳极通常是光半导体材料，如果被光激发，就能产生电子孔对。光阳极和磁极构成光电化学池。电解质存在的话，光阳极吸收光，从半导体诱导台发出的电子通过外部电路流流向大极，水中的质子在大极接收电子生成氢，MADE BY EAST，5，1.2光辅助水合催化剂，光辅助合成催化剂是人工模拟光合作用分解水的过程。原则上，模拟光合作用吸光、电荷转移、能量储存、氧化还原反应等基本物理化学过程比较复杂，除了电荷转移光敏复合物外，还需要添加催化剂和电子载体等其他消耗性物质。此外，大多数金属复合材

3、料不能溶于水，只能溶于有机溶剂，有时为了提高接触效率，需要表面活性剂或相转移催化剂。Made Bieast、6、1.3半导体光催化、TiO2、CdS等光半导体微粒直接对悬浮水产生光海水反应。半导体在原理上与光化学电池相似，小的光半导体微粒在水中可以看作微电极悬浮，其作用类似于光阳极，但两者之间并不像光化学地那样分开。优点、缺点、半导体对水进行光化学降解，产生氢的反应体系大大简化，同半导体微粒上发生的电子-空穴对容易复合，导致光电转换效率下降。同时，光海水同步放氢氧、MADE BY EAST、7，2半导体光催化水解制氢、2.1半导体光海水制氢反应过程、半导体光催化剂吸收光子形成、电子-孔对形成、

4、电荷分离和表面反应活性点、表面化学反应、氢和氧析出TiO2为N型半导体，价带(VB)半导体中的电子暴露在能量等于或大于牙齿禁带宽度的光辐射下时，会在价带内跳跃到诱导带，在诱导带和价带之间分别产生自由电子和空穴。大卫亚设，美国电视电视剧，能量学)水在这种电子-空穴对的作用下电离，产生H2和O2。装载在表面的Pt和RuO2分别加速自由电子向外移动，促进氢生成，加速空穴的移动，有利于氧生成。Made Bieast，9，TIO2光海水的反应机理，Made Bieast，10，2光海水的半导体材料要求，理论上禁止半导体，但考虑到能量损失，最合适的波段宽度为2.02.2eV，波段宽度必须大于水的电解电压(

5、理论值为1.23eV)Made Beast半导体的电化学要求：半导体价带位置必须为O2/H20的前卫校正(即底部)，导带位置必须比H2/H2O更负(顶部)，MADE BY EAST，12，2.3光催化反应效率的影响因素，光生电子-半导体负载的Pt等金属中产生的氢原子是通过“溢出”作用和表面的氧原子反应在半导体表面形成的分子氢和氧，以气泡的形式留在催化剂上。当它们分离时，气泡徐璐结合，产生反向反应。Made by Ease的主要方法是贵金属沉积。复合半导体离子掺杂表面光敏性；表面还原处理超强酸化表面螯合物和诱导作用等，MADE BY EAST，14，2.4.2抑制氢和氧的联合逆反应，添加电子载体或受体，添加高浓度碳酸根离子，其他途径，MADE BY EAST，15，3。新型光海水催化剂中，对TiO 2光催化剂的研究最多。CdS也是比较多研究的催化剂，禁带宽度只有2.4 eV，太阳能可利用，氢释放活性很好，但容易发生矿工膳食，目前研究的催化剂，如碳酸酯光催化、层状结构化合物催化剂及其他特殊结构的催化剂，Made Bieast，16，3.1钽研究发现与钛酸盐催化剂不同，钽酸盐催化剂即使没有装载复合光催化剂