光催化材料的研究与进展
光催化材料的研究与应用前景
光催化材料的研究与应用前景光催化材料是一种能够利用光能进行化学反应的材料，近年来备受研究者的关注。
其独特的性质和广泛的应用前景使得光催化材料成为材料科学领域的热门研究方向之一。
本文将从光催化材料的基本原理、研究进展以及应用前景三个方面进行论述。
首先，光催化材料的基本原理是指在光照条件下，通过材料表面的光催化剂吸收光能，产生电子-空穴对并引发化学反应。
这种原理的实现依赖于光催化剂的能带结构和表面反应活性。
光催化剂一般由半导体材料构成，如二氧化钛、氧化锌等。
在光照条件下，光催化剂的能带结构使得光能被吸收，产生电子-空穴对。
电子和空穴的迁移能够促进氧化还原反应、光解水等化学反应的发生。
因此，光催化材料具有高效、可控和环境友好等优点，被广泛应用于环境净化、能源转换等领域。
其次，光催化材料的研究进展主要体现在两个方面。
一方面，研究者通过改变光催化剂的结构和组成，提高光催化材料的光吸收能力和光催化活性。
例如，通过掺杂、合金化和修饰等方法，可以调控光催化剂的能带结构和表面反应活性，从而提高光催化材料的光催化性能。
另一方面，研究者还致力于开发新型的光催化材料，如金属有机骨架材料、二维材料等。
这些新型材料具有特殊的结构和性质，能够实现更高效的光催化反应。
通过这些研究进展，光催化材料的光催化性能得到了显著提升。
最后，光催化材料在环境净化、能源转换等领域具有广阔的应用前景。
在环境净化方面，光催化材料可以通过光催化氧化、光催化还原等反应，降解有机污染物、净化废水和废气。
例如，利用光催化材料可以将有害的有机物质分解为无害的物质，从而实现水和空气的净化。
在能源转换方面，光催化材料可以通过光解水反应、光催化还原反应等方式，实现太阳能的转化和储存。
例如，利用光催化材料可以将太阳能转化为氢能或其他可再生能源，从而满足能源需求和减少环境污染。
这些应用前景使得光催化材料成为环境科学和能源科学领域的重要研究方向。
综上所述，光催化材料作为一种能够利用光能进行化学反应的材料，具有重要的研究意义和应用前景。
可见光响应型光催化材料的研究进展
可见光响应型光催化材料的研究进展光催化技术是一种利用光照射下的光生电子和空穴来催化化学反应的方法。
在过去的几十年中，人们一直致力于寻找高效可见光响应的光催化材料，以解决环境污染和能源危机等问题。
本文将介绍近年来可见光响应型光催化材料的研究进展，并探讨其未来的应用前景。
近年来，可见光响应型光催化材料的研究取得了一系列重要进展。
例如，人们发现一种基于可见光响应氧化镍的光催化剂，可以有效地催化有机废水的降解。
该材料在可见光下表现出良好的光催化活性，比传统的紫外光催化材料更具应用潜力。
此外，还有一些基于有机-无机杂化结构设计的光催化材料被发现，如钙钛矿材料、有机聚合物复合材料等。
这些材料通过合理设计和调控，能够有效地吸收可见光，并产生高效的光生载流子对。
这些材料具有结构多样性和可调性，可以通过调整其组分和结构来实现对光催化活性的调控。
可见光响应型光催化材料的研究不仅仅局限于有机-无机杂化结构材料，还涉及到纳米材料、金属-有机骨架材料等。
纳米材料由于其较大的比表面积，能够提高光催化活性。
金属-有机骨架材料由于其独特的结构和性质，成为近年来备受关注的光催化材料。
这些材料不仅具有良好的可见光响应性能，还能够通过调控孔径大小、表面功能化等手段来提高光催化活性。
例如，一种基于金属-有机骨架材料的可见光响应型光催化剂被发现，其在可见光下能够高效地催化水的分解产生氢气，具有重要的应用潜力。
可见光响应型光催化材料的研究不仅仅关注其光催化性能，还涉及到其机理的探究。
近年来，许多研究者对可见光响应型光催化材料的光生载流子传输和分离机理进行了深入的研究。
他们通过时间分辨光谱技术、谱学分析等方法，揭示了光生载流子在材料内的传输路径和动力学过程。
这些机理研究不仅为光催化材料的设计和开发提供了重要依据，还为进一步提高光催化性能提供了理论指导。
尽管可见光响应型光催化材料的研究取得了重要的进展，但仍然存在一些挑战。
首先，光催化材料的稳定性和寿命是亟待解决的问题。
二氧化钛光催化材料研究现状与进展
二氧化钛光催化材料研究现状与进展二氧化钛光催化材料是一类应用广泛且备受关注的催化材料。
它具有优异的光催化性能，可有效利用可见光波段吸收光能，将水和空气中的有机污染物和有害物质转化为无害物质。
二氧化钛光催化材料在环境治理、清洁能源、光电器件等领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍二氧化钛光催化材料的研究现状与进展。
二氧化钛是一种重要的半导体光催化材料。
它具有良好的化学稳定性、光稳定性和物理稳定性，且价格低廉、易于合成。
二氧化钛的光催化性能主要依赖于其晶型、表面形貌、晶粒尺寸、杂质掺杂等因素。
迄今为止，已有许多方法被提出来改善二氧化钛的光催化性能。
在二氧化钛的晶相中，主要有锐钛矿相（anatase）和金红石相（rutile）。
锐钛矿相的光催化性能优于金红石相，因此提高二氧化钛中锐钛矿相的含量，可以增强其光催化性能。
目前，常用的方法是通过控制合成条件、添加特殊添加剂或利用碳掺杂来增加锐钛矿相的含量。
除了晶型控制外，二氧化钛的表面形貌对其光催化性能也有重要影响。
研究表明，具有高比表面积和多孔结构的二氧化钛光催化材料具有更高的光催化活性。
为了增加二氧化钛的比表面积，一种常用的方法是通过溶剂热法或水热法合成纳米二氧化钛颗粒。
此外，还可以利用模板法、电化学沉积等方法来制备具有特定结构和形貌的二氧化钛纳米材料。
此外，晶粒尺寸也是影响二氧化钛光催化性能的重要因素。
通常情况下，具有较小晶粒尺寸的二氧化钛材料显示出更高的光催化活性。
制备细颗粒二氧化钛的方法包括溶胶-凝胶法、燃烧法、等离子体法等。
最后，元素掺杂是另一个重要的改善二氧化钛光催化性能的方法。
常用的掺杂元素有金属离子（如铁、铜、铬）、非金属离子（如硼、氮、碳）和稀土元素。
元素的掺杂可以改变二氧化钛的能带结构和光吸收性能，从而提高光催化活性。
总之，二氧化钛光催化材料的研究领域非常广泛，存在许多值得深入探索的问题和挑战。
虽然已经取得了一些进展，但仍然需要进一步研究和改进，以实现其在环境治理、清洁能源等领域的应用。
新型光催化剂的研究进展与应用前景
新型光催化剂的研究进展与应用前景随着人们对环境保护意识的不断提高和对清洁能源需求的增加，新型光催化剂成为了近年来备受关注的研究领域。
本文将介绍新型光催化剂的研究进展与应用前景。
一、光催化剂概念及分类光催化剂是指一种能够利用光能转化化学反应能量的物质。
根据光催化剂的不同分类标准，可以将其分为很多类别。
以组成元素为分类标准，可分为有机光催化剂、无机光催化剂和混合型光催化剂；以作用机理为分类标准，可分为电子转移型光催化剂、电荷分离型光催化剂和单纯吸附型光催化剂等。
这些分类主要是为了方便研究和应用，实际上光催化剂的类型是多种多样的，研究者可以根据实际需求设计出合适的光催化剂。
二、新型光催化剂的研究进展1.二维材料光催化剂二维材料具有高比表面积、强化学能和优异的光吸收性能等优良特性，因此成为一种备受关注的光催化剂。
石墨烯、二硫化钼、二氧化钛等二维材料被广泛应用于有机污染物、氧化甲烷等环境问题的解决。
2.金属-有机框架材料光催化剂金属-有机框架材料在光催化领域中应用十分广泛。
其具有多孔结构和巨大的比表面积，有助于提高光催化剂活性和稳定性。
此外，金属-有机框架材料的化学结构可以被优化，从而改善其吸附性能和光学性能。
3.纳米复合材料光催化剂纳米复合材料由两种或两种以上材料结合而成，其优点在于结合后可以提高材料的光吸收性能、稳定性和光催化效率。
金纳米粒子与氧化铟的复合催化剂可以有效清除废水中的有机污染物，所以是一种十分实用的纳米复合材料光催化剂。
三、新型光催化剂的应用前景1.空气净化随着大气污染问题日益凸显，空气净化成为了关注的重点。
新型光催化剂可以使用太阳能和LED灯等光源，针对有机物、甲醛等有害气体进行降解，有效提高空气的品质。
2.水污染解决水资源一直是人间的重要基础，但随着经济的快速发展而被污染。
新型光催化剂可应用于清除有害水体中的多种污染物，如重金属、有机物等。
3.二氧化碳利用二氧化碳不仅是温室气体的来源之一，也是一种很好的能源储存介质。
纳米光催化材料的研究进展
纳米光催化材料的研究进展纳米光催化材料是指以纳米尺度的材料为基础，利用光能催化化学反应的材料。
近年来，纳米光催化材料已成为研究热点，其在环境净化、能源转换、有机合成等领域有着广泛的应用前景。
本文将从纳米光催化材料的定义、发展历程，以及未来的研究方向等方面进行介绍，以期为读者全面了解纳米光催化材料的研究进展。
一、定义纳米光催化材料是指那些由具有特定形貌和尺寸的纳米结构组成的催化材料，其携带着特殊的光电学性质。
这些材料通常由金属纳米颗粒、纳米量子点、纳米线、纳米片等形态构成，其尺寸通常在几十纳米到几百纳米之间。
纳米光催化材料通过对光的吸收和电荷的转移，可以催化氧化还原、水分解、CO2还原等反应，具有高效、可控、可再生等特点。
二、发展历程纳米光催化材料的研究始于二十世纪末，当时人们开始意识到纳米结构材料的独特性质和应用潜力。
最早的纳米催化材料是TiO2纳米材料，它在光催化反应中表现出了优异的性能。
随着纳米技术的发展，人们对纳米光催化材料的研究不断深入，不仅发现了更多的光催化材料，还改善了它们的性能，并将其应用于环境净化、能源转换等方面。
目前，纳米光催化材料已经成为了研究的热点之一，相关领域的学术成果和应用成果层出不穷。
三、研究进展（一）纳米结构设计对纳米光催化材料的研究首先就是要设计合适的纳米结构。
在此方面，研究者们主要采用化学合成、物理制备等方法来合成金属纳米颗粒、纳米量子点等材料。
通过合理操控合成条件，可以获得不同形貌和尺寸的纳米材料，如球形、棒状、多面体等结构。
这些纳米结构的设计有助于提高光催化材料的光吸收效率、电子传输率等性能，从而提高催化活性。
（二）光电子性能调控纳米光催化材料的光电子性能是其催化性能的关键。
研究者们通过表面修饰、掺杂、合金化等手段来调控纳米材料的能带结构、表面活性位点等性质。
通过金属氧化物的掺杂可以调控其光生载流子的寿命，提高光催化活性；通过合金化可以拓宽光响应范围，提高光吸收效率。
新型光催化剂的研究进展与应用前景
新型光催化剂的研究进展与应用前景新型光催化剂是指通过光照作用下，能够促进化学反应的物质。
光催化剂具有高效、环境友好、可重复使用等特点，在环境治理、能源转化、有机合成等领域具有广阔的应用前景。
本文将从研究进展和应用前景两个方面进行阐述。
一、研究进展1.二维材料光催化剂：二维材料具有高比表面积、丰富的化学反应位点以及优异的光电性能等特点，被广泛应用于光催化反应中。
例如，二维过渡金属硫属化物（TMDs）如MoS2、WS2等在水分解、二氧化碳还原等反应中显示出优异的活性和稳定性。
2.非金属碳化物光催化剂：非金属碳化物如氮化碳、磷化碳等也是研究的热点。
这些材料不仅具有较好的光吸收性能，而且还能够通过调节其结构和组分来调控其催化性能。
例如，氮化碳具有较高的光催化活性和稳定性，在有机污染物降解、水分解、氧还原等反应中得到了广泛应用。
3.共价有机骨架光催化剂：共价有机骨架如金属有机骨架（MOF）、共轭有机聚合物（COP）等也是研究的热点。
这些材料具有多孔结构、丰富的官能团以及良好的催化活性，可用于光催化降解有机污染物、二氧化碳固定和转化、氢能产生等反应。
4.界面调控光催化剂：界面调控光催化剂可以通过修饰催化剂表面，改变其光电性质以及表面氧化还原性能，从而调控催化剂的催化性能。
常见的界面调控方法包括共沉淀法、浸渍法、溶胶凝胶法等。
这种调控方法可以显著增强催化剂的活性、选择性和稳定性。
二、应用前景1.环境治理：新型光催化剂可用于大气和水环境中有害物质的去除，如有机污染物的降解、重金属的去除等。
光催化技术与传统的吸附、氧化、还原等方法相比，具有高效、无二次污染的优点。
2.能源转化：新型光催化剂在能源转化领域也具有巨大的潜力。
例如，光催化剂可用于光电催化水分解产氢，将太阳能转化为可储存和利用的氢能源。
同时，光催化剂还可用于二氧化碳的固定和转化，实现CO2资源化利用。
3.有机合成：新型光催化剂在有机合成中也有广泛应用。
光催化技术可以用于光催化还原、光催化氧化、光催化偶联等反应，实现有机物的高效合成。
光催化材料的光催化性能研究
光催化材料的光催化性能研究光催化材料是一种能够利用光能进行化学反应的材料，近年来得到了广泛的研究和应用。
它具有一些独特的特性，如高效的光吸收能力、卓越的光致电子传输、优异的光催化活性等。
本文将探讨光催化材料的光催化性能研究进展及其在环境治理、能源转化等方面的应用。
光催化材料的光催化性能是评价其性能好坏的关键因素之一。
在光催化反应中，光照能够激发材料中的电子从价带跃迁到导带，产生活性自由载流子，从而促进化学反应的进行。
因此，光催化性能的好坏取决于材料的光吸收能力、电子传输效率和反应活性等。
近年来，研究人员通过多种途径来提高材料的光催化性能。
首先，研究人员通过合成和改性来改善光催化材料的光吸收能力。
一种常见的方法是通过掺杂或复合材料的制备。
例如，在二维材料中引入杂原子可以调控其能带结构，同时增强其光吸收能力。
此外，将金属纳米颗粒引入光催化材料中也可以增强其吸光性能，从而提高光催化活性。
这些方法的实施可通过光谱测试来验证光吸收性能的提升。
其次，电子传输效率是影响光催化材料光催化性能的关键因素之一。
光催化材料通常需要通过导带传输活性电子来进行催化反应。
因此，提高电子传输效率有助于提高材料的光催化性能。
研究人员通过控制材料的结构和形貌，调控其电子传输性能。
例如，利用纳米粒子薄膜的设计和制备可以提高电子的传输速率，提高光催化活性。
此外，材料的表面修饰以及掺杂杂原子也能够提高电子传输效率。
最后，反应活性是评价光催化材料性能好坏的重要指标。
提高材料的光催化活性可以通过控制催化剂的结构和组成来实现。
例如，设计合理的载体结构和导向晶面的选择可以提高光催化剂的有效反应面积，从而提高光催化活性。
研究人员还通过改变光催化反应体系中的溶液条件和反应温度等因素，优化反应条件，进一步提高光催化材料的反应活性。
光催化材料的光催化性能研究不仅有助于理解其工作机制，还为其在环境治理、能源转化等领域的应用提供了基础。
例如，光催化材料可以在光照下将有机废水中的有害物质转化为无害的物质，具有很好的环境治理潜力。
光催化材料的研究与进展
光催化材料的研究与进展洛阳理工学院 吴华光 B08010319 摘要 ： 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技 术．它在去除空气中有害物质 ,废水中有机污染物的光催化降解 ,废水中重金属污 染物的降解，饮用水的深度的处理，除臭，杀菌防霉等方面都有重要作用，但是 作为新功能材料，它也面临着很多局限性：催化效率不高，催化剂产量不高，有 些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。
但是我们也应当看到他巨大 的发展潜力和市场利用价值，作为处理环境污染的一种方式，它以零二次污染， 能源消耗为零， 自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。
本文介绍了 一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考，光催化正在以 TiO 2，ZnO 为主 导多种非重金属离子掺杂，趋于多样化的制备方法方向发展。
关键字 ：光催化 催化效率正文：光催化 （Photocatalysis ）是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催 化剂的有机结合，因此光和催化剂是光催化的必要条件。
“光催化 ”定义为:通过 催化剂对光的吸收而进行的催化反应 （a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate 。
） 氧化钛（TiO 2 ）具有稳定的结构、优良的光催化性能及 无毒等特点，是近年研究最多的光催化剂，但是，TiO 2具有大的禁带宽度，其值为 3．2 eV ，只能吸收波长 A ≤387 11111 的紫外光， 不能有效地利用太阳能， 光催化或能量转换效率偏低， 使它的应用受 到限制。
因此， 研制新型光催化剂、 提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课 题 [1] 。
复合掺杂不同半导体， 利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载 流子，降低复合几率，提高量子效率，成为提高光催化材料性能的有效方法 [2-5] 。
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光催化材料的研究与进展洛阳理工学院吴华光B08010319摘要：光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术．它在去除空气中有害物质,废水中有机污染物的光催化降解,废水中重金属污染物的降解，饮用水的深度的处理，除臭，杀菌防霉等方面都有重要作用，但是作为新功能材料，它也面临着很多局限性：催化效率不高，催化剂产量不高，有些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。
但是我们也应当看到他巨大的发展潜力和市场利用价值，作为处理环境污染的一种方式，它以零二次污染，能源消耗为零，自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。
本文介绍了一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考，光催化正在以TiO2，ZnO为主导多种非重金属离子掺杂，趋于多样化的制备方法方向发展。
关键字：光催化催化效率正文：光催化(Photocatalysis)是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催化剂的有机结合，因此光和催化剂是光催化的必要条件。
“光催化”定义为:通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应(a catalytic reaction involving light absorptionby a catalyst or a substrate)。
氧化钛(TiO2)具有稳定的结构、优良的光催化性能及无毒等特点，是近年研究最多的光催化剂，但是，TiO2具有大的禁带宽度，其值为3．2 eV，只能吸收波长A≤387 11111的紫外光，不能有效地利用太阳能，光催化或能量转换效率偏低，使它的应用受到限制。
因此，研制新型光催化剂、提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课题]1[。
复合掺杂不同半导体，利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载流子，降低复合几率，提高量子效率，成为提高光催化材料性能的有效方法5]-[2。
与一元氧化物如TiO2和ZnO等光催化剂相比，复合氧化物光催化剂，如ZnO- SnO2TiO2-SnO2和WO3- TiO2等体系具有吸收波长更长和光催化效率更高等特点因而成为研究热点.一、常用的光催化剂的制备方法（一）水热合成法。
热合成反应是在特制的密封容器中（能够产生一定的压力），以水溶液作为反应介质，通过对反应体系加热或接近其临界温度而产生高压，从而进行材料的合成与制备的一种有效方法。
（二）溶剂热合成法溶剂热合成技术是在水热法的基础上，以有机溶剂代替水作为介质，采用类似水热合成的原理制备纳米材料，极大的扩展水热法的应用范围。
（三）溶胶-凝胶法溶胶凝胶法是一种制备超微粉体的有效方法，近年来备受重视。
它是利用金属无机盐或醇盐水解构成溶胶-凝胶，在经过热处理可以得到超微粉体。
该反应过程易于控制，热处理温度低，水解反应可以均匀和分步发生并能达到原子或分子水平，非常适合于高活性复合组分粉体或者陶瓷粉体的制备。
（四）超声化学制备法超声波化学( sonochemistry)又叫做声化学, 它的原理来自于声空化( cavitation) , 是通过声空化提高反应产率和引发新的化学反应的学科, 是声能量和物质之间一种很独特的相互作用。
（五）微乳法微乳法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成一个均匀的乳液，从乳液中析出固相，可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可形成纳米级的球形颗粒，同时避免颗粒之间进一步团聚。
这一方法的关键之一，是使每个含有前驱体的水溶液滴被一连续油相包围，前驱体不溶于油相中，即形成油包水（W/O）型乳液。
这种非均相的液相合成法，具有粒度分布较窄且容易控制等特点。
目前，水热法是其中最为常用的方法，因其具有简单的操作过程，适宜的条件，设备简单只需要一只聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，将反应物混合搅拌之后加入其中，设定反应条件即可进行反应。
总之，各种处理方法都有自己的优缺点。
目前光催化氧化法是使用较为广泛的处理方法。
以半导体粉末为催化剂的光催化氧化污染物处理技术，由于具有能耗低、操作简单、反应条件温和以及无二次污染等优点，成为近年来日益受重视的污染治理新技术。
实验研究证明，以TiO2为代表的光催化剂在紫外光照射下产生的空穴和自由基具有很强的氧化能力，对水中难降解有机物均能有效降解直至完全矿化为CO2，H2O及其它简单无机物，是一种无选择性的高级氧化处理技术，在环境污染治理领域具有广阔的应用前景8]-[6。
但在光催化氧化技术中，高活性的催化剂的制备是该技术的关键，也是人们一直关注的问题。
二、制备思路：（一）半导体表面沉积贵金属法半导体表面贵金属沉积被认为是一种可以捕获激发电子的有效改性方法，可以有效地使O2还原。
贵金属在半导体表面的沉积可以采用浸渍还原法或光还原法。
贵金属在半导体表面的沉积一般并不形成一层覆盖物，而是形成原子簇，聚集尺寸一般为纳米级，半导体的表面覆盖率往往是很小的。
（二）金属离子掺杂法金属离子掺杂可以在半导体晶格中引入缺陷位置或改变结晶度等，既可以成为电子或空穴的陷阱而延长其寿命，也可以成为复合中心而加速复合过程。
半导体中掺杂不同的金属离子，引起的变化是不一样的，它不仅可能加强半导体的光催化作用，还可能使半导体的吸收波长范围扩展到可见光区域。
（三）复合半导体TiO负载于适当的载体后，可获得较大的表面结构和适合的孔结构，并具2有一定的机械强度和较好的流化性能，以便在各种反应床上应用。
二元复合半导体光催化活性的提高可以归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运与分离复合半导体的互补性质能增强电荷的分离，抑制电子和孔穴的复合以及扩展光致激发波长范围，从而显示了比单一半导体具有更好的稳定性和催化活性。
（四）表面光敏化法半导体的表面光敏化就是延伸光催化材料激发波长的有效方法之一。
表面光敏化就是将光活性化合物化学吸附或物理吸附于光催化剂的表面以扩大激发波长范围，从而有利于充分利用太阳光，提高光催化反应的效率。
（五）表面螯合及衍生作用表面衍生作用及金属氧化物在表面的鳌合作用可以进一步改善界面电子转移效果，进而能够影响光催化剂的活性。
（六）表面还原处理表面具有的光催化剂经过表面还原处理后，光催化活性提高。
例如，TiO2有钛羟基结构，它是捕获光生电子和空穴的浅势阱，与钛羟基相比较，Ti3+是一进行热还原处理，可以种更有效的光生电子界面转移部位。
还原性气体对TiO2表面形成合适的钦轻基和Ti+3的比例结构，在其表面产生更多的Ti+3位，在TiO2促进了电子和空穴的有效分离和界面电荷转移，从而提高了光催化活性。
（七）半导体与粘土交联通过半导体和粘土的交联或柱撑，可以制备出一种非常好的负载型光催化材料。
这是因为好的光催化剂的载体不仅要求具有较高的稳定性、高强度、低价格和大的比表面积，而且还要使附着在载体上的催化剂能够尽可能地被光照激活从而发挥催化活性。
在各种光催化剂的载体中，粘土矿物是一种非常有吸引力的载体材料，它除了和活性炭一样具有较大的比表面积和孔体积，对有机污染物具有较好的吸附性能之外，还具有矿物资源充足、价格比活性炭更加便宜的特点。
同时它的多孔结构可能会给纳米光催化剂提供一个良好的特殊催化微环境。
更重要的是粘土矿物还对紫外光具有一定的透明度，从而使得光催化剂能够尽可能地吸收更多的紫外光，从而更好地发挥光催化活性。
因此半导体交联或柱撑的粘土矿物是一种性能良好的负载型光催化剂。
三、光催化剂作用机理：所谓光催化氧化法就是在水溶液中加入一定量的半导体光催化材料，结合具有一定能量的光照射，光敏半导体材料被光激发出电子-空穴对（e--h+），从而发生一系列的氧化还原反应，使有毒的污染物得以降解为无毒或毒性较小的物9[-质的一种水处理方法。
]12光催化即意味着光化学与催化剂二者的有机结合，因此光与催化剂是引发和促进光催化氧化还原反应的必要条件。
半导体材料之所以能作为光催化剂是由于其自身的光电特性所决定的。
在光催化氧化法中起关键作用的半导体，它的能带结构常是由于一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之间的区域称为禁带。
半导体的禁带一般为2-3 eV，是一个不连续区域，半导体的光催化特性是由它的特殊能带结构所决定的。
当半导体受到大于其带隙能的光激发时，价带上的电子（即光生电子）就会跃迁至导带，而在价带留下相应的空穴（光生空穴）。
四、光催化剂的催化效率的影响因素：（一）催化剂晶体结构的影响TiO2有三种晶型，即板钛矿(brookite)、金红石(rutile)和锐钛矿(anatase)。
其中，金红石是四方晶系，比重4.26；钛锐矿的四方晶系，但呈明显的斜方晶系畸变，比重3.84；板钛矿是斜方晶系，比重4.17。
金红石型最稳定，板钛矿在650℃转化为金红石，锐钛矿在900℃转化为金红石。
板钛矿TiO2热稳定性和光催化活性低，较少研究，一般主要研究锐钛矿TiO2和金红石型TiO2。
由于锐钛矿V比金红石型TiO2化学亲和力大，锐钛矿型TiO2对氧吸附能力比金红石型TiO2强，光生电子和空穴在金红石型TiO2的表面更容易复合，同时锐钛矿TiO2的带隙能（3.2eV）比金红石型TiO2带隙能（3.0 eV）稍高，所以锐钛矿TiO2的光催活性比金红石型TiO2高，是常用的光催化剂。
此外，晶体缺陷的存在将影响带隙能、光生载流子的数量以及粒子表面电荷、活性中心的分布和数量等，所以晶体的缺陷对粒子的光催化活性也有重要影响。
（二）催化剂表面积的影响光催化反应主要是在光催化剂的表面进行的，所以光催化剂的表面积对光催化剂活性有着重要的影响。
表面积越大，吸附反应物越多，反应物浓度越大，有利于对光生电子和空穴的捕获以及与-OH等活性中间体反应，提高反应速度。
但是如果对催化剂处理不当，粒子的大表面积往往也存在更多的复合中心以及氧化还原产物(或中间产物)更容易在表面积存，导致活性降低。
催化剂粒子大小的影响粒子的大小是影响光催化剂活性的重要因素。
主要是因为:(1)由于表面效应，粒子越小，比表面积越大，而且表面的不饱和键也越多，活性中心大大增加;(2)从扩散方程可以看出，电子或空穴到达粒子表面的时间下与粒子半径r。
的平方成正比，粒子越小，光生电子或空穴到达表面的时间越短，电子和空穴体内复合的几率大大降低，到达表面被表面吸附反应物所俘获的几率就越大，光催化活性就越高；(3)由于量子尺寸效应，粒子越小，粒子包含的原子数越少，光催化剂的带隙能越大，光生空穴的氧化能力和光生电子的还原能力增强，光催化剂的活性就越高。
由量子尺寸效应引起的带隙能变化是十分显著的。
（三）载流子俘获剂的影响半导体在光的照射下产生电子和空穴，一部分电子和空穴在粒子内部或表面发生复合，一部分电子和空穴被俘获。
对于光催化反应来说，光生载流子被俘获并与电子受体或给体发生作用才是有效的。
因此，对于一个理想的系统，量子产率Φ（每吸收一个光子，体系发生的变化数，实际常用某一产物的产率来衡量。