光催化材料研究进展
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。
绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展
绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的提高，绿色建筑已成为一种趋势。
绿色建筑是一种可持续性建筑，其设计和建造考虑了减少对环境的影响，提高建筑能源效率，提高室内环境质量等因素。
绿色建筑需要使用环保、健康的建筑材料，而光催化材料二氧化钛是一种很有潜力的材料，能够用于室内和室外环境的净化。
二氧化钛具有很高的光催化活性，在受到紫外线或可见光照射时能够吸收水中的氧和有机物质、微生物，将其分解为CO2和H2O，从而达到清洁水和空气的目的。
二氧化钛的光催化能力是由于其表面具有活性位点，通过吸附反应活化两种物质，从而产生自由基，进而分解有机污染物，因此用于绿色建筑中的光催化材料是探索和应用的热点。
二氧化钛的催化性能可以通过修饰或改性来提高。
硫化二氧化钛、掺杂二氧化钛、纳米二氧化钛和复合二氧化钛等是目前研究的热点。
硫化二氧化钛的光催化性能比纯的二氧化钛更优秀，因为硫是一种与光催化反应有关的活性物质。
掺杂二氧化钛一般通过在其晶格中引入其他金属离子，从而形成掺杂二氧化钛。
掺杂的离子会影响二氧化钛的电子结构及其表面性质，可以提高催化性能，让其可使用于室内环境净化中。
纳米二氧化钛的光催化性能也比纯的二氧化钛更优秀，因为小尺寸的纳米颗粒有更大的比表面积和更短的电子传输路径。
在光照区域内，纳米二氧化钛能较好地吸收光线，提高了催化效率。
复合二氧化钛材料是指将二氧化钛复合到另一种材料中，如氧化锌、氧化铜等，可以增强催化性能，同时还可以对催化剂的电子能级结构有所调整，改进催化剂在光催化中的性能。
此外，改进二氧化钛的制备方法也为提高其光催化性能提供了新途径。
目前常使用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法等。
溶胶-凝胶法是一种干燥和烧结过程多的制备方法，可控性较好，且可以制备出更细致的二氧化钛微粒，通常能够得到更高的催化性能。
水热法是指以水为溶媒将反应物反应时制备二氧化钛的方法，该方法不需要多次烧结和洗涤，工艺简单，适用于制备较小颗粒的二氧化钛，并且可制备出不同形貌的二氧化钛粒子，如球形、链形、管状等。
新型二维材料光催化与电催化研究进展
新型二维材料光催化与电催化研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展，二维材料作为一种新兴的纳米材料，以其独特的物理和化学性质，在光催化和电催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在全面概述新型二维材料在光催化和电催化领域的研究进展，探讨其性能优化和应用前景。
我们将首先介绍二维材料的基本特性及其在光催化和电催化中的优势，然后重点综述近期在二维材料设计、合成、性能调控以及实际应用等方面取得的重要成果。
我们还将讨论当前面临的挑战和未来的发展方向，以期为该领域的进一步研究提供有益的参考。
二、二维材料光催化研究进展近年来，二维（2D）材料在光催化领域的研究取得了显著的进展。
这些材料因其独特的电子结构和物理化学性质，为光催化反应提供了新的可能性。
二维材料，如石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等，具有原子级别的厚度和极高的比表面积。
这些特性使得二维材料在光吸收、电荷传输和表面反应等方面展现出独特的优势。
例如，其超薄的结构使得光生载流子能够在更短的时间内到达表面参与反应，从而提高光催化效率。
二维材料在光催化领域的应用主要包括光解水制氢、光催化还原二氧化碳以及有机污染物的光催化降解等。
通过调控二维材料的电子结构、构建异质结、引入缺陷等手段，可以进一步提升其光催化性能。
近年来，科研人员在二维材料的光催化性能方面进行了大量研究。
例如，通过精确控制二维材料的合成条件，可以实现对其能带结构的调控，从而提高光生载流子的分离效率。
通过将二维材料与其他材料复合，形成异质结结构，可以进一步促进光生载流子的传输和分离，从而提高光催化性能。
尽管二维材料在光催化领域取得了显著的进展，但仍面临一些挑战，如光生载流子的复合率较高、可见光利用率较低等。
未来，科研人员需要进一步探索新的二维材料，并发展更有效的策略来提高其光催化性能。
还需要深入研究二维材料光催化反应的机理，为设计更高效的光催化剂提供理论支持。
三、二维材料电催化研究进展近年来，二维材料在电催化领域的研究取得了显著进展，其独特的电子结构和物理性质使得它们在电催化反应中展现出优异的性能。
纳米材料在光催化领域的应用研究进展
纳米材料在光催化领域的应用研究进展引言：光催化技术是一种将光能转化为化学能的方法，具有环境友好、高效能和可持续发展等特点。
随着纳米材料技术的快速发展，纳米材料在光催化领域的应用引起了广泛的关注。
本文将回顾近年来纳米材料在光催化领域的应用研究进展，总结其优点和挑战，并展望未来的发展方向。
一、纳米材料的种类及其应用纳米材料是指具有在纳米尺度（一般认为小于100纳米）上特殊性质的材料。
在光催化领域中，常用的纳米材料包括金属纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒和复合纳米材料等。
1. 金属纳米颗粒金属纳米颗粒由于其表面等离子共振现象以及局域表面等离子体共振效应，具有优异的光催化性能。
例如，纳米银颗粒在可见光下表现出良好的光催化活性，可用于有机污染物降解、水分解产氢等方面的应用。
2. 二氧化钛纳米颗粒二氧化钛是一种重要的半导体材料，其纳米颗粒具有高比表面积和光吸收性能，因此在光催化领域具有广泛的应用。
研究表明，二氧化钛纳米颗粒在紫外光照射下可以光解水制氢，还可以用于有机污染物的光催化降解、空气净化和自清洁材料等方面。
3. 复合纳米材料复合纳米材料由两种或多种不同的纳米材料通过特定的方法组装而成，将各种纳米材料的特点相结合，以实现更好的光催化性能。
例如，将金属纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒复合可有效提高光催化活性，广泛用于有机污染物降解等领域。
二、纳米材料在光催化领域的优点纳米材料在光催化领域具有许多优点，这些优点使其成为理想的光催化剂。
1. 高比表面积纳米材料的特点之一是其比表面积大大增加。
由于其纳米尺度的特殊结构，纳米材料具有更多的表面活性位点，使光催化反应更易进行。
2. 增加光吸收能力纳米材料由于其小粒径的特性，能够表现出更好的光吸收能力。
这使得纳米材料在可见光下具有较高的光催化活性，相对于传统的光催化材料具有更广泛的应用前景。
3. 提高光催化效率由于纳米材料的特殊性质，比如电子和能量传输的方便性，纳米材料能够提高光催化反应的效率。
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。
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.光催化材料研究进展20 世纪以来, 人们在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时, 也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果, 环境污染日趋严重。
为了适应可持续发展的需要, 污染的控制和治理已成为一个亟待解决的问题。
在各种环境污染中, 最普遍、最重要和影响最大的是化学污染。
因而, 有效的控制和治理各种化学污染物是环境综合治理的重点, 开发化学污染物无害化的实用技术是环境保护的关键。
目前使用的具有代表性的化学污染物处理方法主要有: 物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法。
这些方法对环境的保护和治理起重大作用, 但是这些技术不同程度的存在着或效率低, 不能彻底将污染物无害化, 产生二次污染, 或使用范围窄, 仅[1]。
光催化适合特定的污染物而不适合大规模推广应用等方面的缺陷氧化技术是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。
其中TiO 、ZnO、CdS、2 WO 、Fe O 等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许332[2]。
多研究者看好1.1 TiO光催化概述 21.1.1 TiO的结构性质 2二氧化钛是一种多晶型化合物,常见的n型半导体。
由于构成原子排列方式不同,TIO在自然界主要有三种结晶形态分布:锐钛矿型、2金红石型和板钛矿型。
三种晶体结构的TIO中,锐钛矿和金红石的工2业用途较广。
和锐钛矿相比,金红石的原子排列要致密得多,其相对密资料Word.度、折射率以及介电常数也较大,具有很高的分散光射线的能力,同时具有很强的遮盖力和着色力,可用作重要的白色涂料。
锐钛矿在可见光短波部分的反射率比金红石型高,普遍拥有良好的光催化活性,在[3]。
光催化处理环境污染物方面有着极为广阔的应用前景1.1.2TiO光催化反应机理2半导休表面多相光催化的基本原理:用能量高于禁带宽度(Eg)的光照射半导体表面时,价带上的电子被激发,跃迁到异带上，同时在价-+）随后h(e,.)—空穴（带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子电子-空穴对迁移到粒子表面不同位置、与吸附半导体表面的反应物发生相应的氧化或还原反应,同时激发态的二氧化钛重新回归到基态。
与电荷分离相逆的是电子-空穴对的复合过程,这是半导体光催化剂失活的主要原因。
电子-空穴对的复合将在半导体体内或表面发生,并释放热量。
1.1.3 TiO催化剂的局限及改性途径2作为光催化剂,虽然二氧化钛具有其他催化剂难以比拟的无毒、价廉以及稳定等优点。
但是目前二氧化钛光催化还存在着一些不足和局限,致使其不能再现实中得到大规模应用。
究其原因,主要在于二氧化钛催化剂对太阳光的利用率不高并且其量子产率太低。
锐钛矿相和金红石相二氧化铁的带隙分别为3.2eV和3.0 eV,对应的吸收阈值分别为420nm和380nm。
它们所吸收的光的波长主要集中在紫外区,而在照射到地球表面的太阳光中,紫外光部分所占的比例还不到5%。
从利用太阳能的角度来看,二氧化钛对太阳光的利用率较低,因此,如何资料Word.成为二氧化铁光催化研究,缩小其带隙,利用可见光来激发价带电子半导体光催化剂的光生载流子的复合几,的一个重要方向。
另一方面半导体光催化剂的量子产率不Ti0,导致了低量子产率。
常规率很高2[4][5]量子产率最,,到4%即使通过一些改性途径取得了一定进展。
目前[6]远没有达到实际应用的需要。
,高的催化剂也还在10%以下一是:,二氧化钛研究和改性的两大目标就是综上所述,可以看出尤其是,,增大催化剂对太阳光通过缩小二氧化钛的带隙或其他途径以获得较高的空穴对的复合,可见光部分的吸收;二是抑制光生电子-我们介绍几种常见的二氧化在此,光催化量子产率,提高光转换效率。
[7]。
钛光催化剂改性的方法贵金属沉积a）（有利于提高二氧化钛催贵金属纳米颗粒沉积在二氧化钛半导体表面,[8]负Ag 将Cu等人、研究结果表明, Tsuji 化剂的活性。
Hiroshi载在TiO2上形成Cu、Ag- TiO 2体系( 在400左右退火) 在降解甲℃[9]将Pt 负Yuexiang 1.8倍。
Li 等基蓝时的光催化活性是没有负载的载在T iO 上面, 在降解EDTA 时同样光催化活性有了明显的提高。
2[10]用超声的方法将Au纳米颗粒负载入T iOKun Cheng等单晶中，形2成Au/TiO(001),在降解2,4-DCP的光催化活性上比其他没有负载的2[11]将AuZhenfeng Bian等纳也高。
好很多，同时也比Au/TiO(101)2米颗粒引入TiO晶格中形成独特的内消旋结构的Au/MesoTiO，其催22化活性要比Au/P25提高很多。
(b)金属离子掺杂资料Word.近二十年来,金属离子掺杂作为二氧化钛光催化改性的一种有效[12-18]。
并以取得了重要的进展。
在半导体结构途径而得到广泛的研究中引入微量杂质金属离子,就可能对其性质发生很大影响。
不同的金属离子掺杂产生的效果各不相同,有的金属离子的引入可以极大地提高二氧化钛的光催化活性,而另一些可能具有相反的效果。
choi等系统的研究了TIO中21种过渡金属的掺杂效果,通过比较各催化剂在2CHCl:光催化氧化及CCl光致还原反应中的表现,得出了光催化活性43与掺杂金属原子的电子层结构有关,而其中具有闭壳层电子结构的金[19,20]。
的光催化活性影响较小属原子对Ti02(c)非金属元素掺杂非金属元素掺杂对二氧化铁光催化活性的影响的研究比较晚,但在近几年受到了广泛的关注。
有学者将之称为继纯Ti0和金属离子2掺杂的二氧化钛之后的第三代光催化剂,也不无道理。
近几年,非金属掺杂二氧化铁光催化剂的研究取得了很大进展。
2001年,R.Asahi等[21]发现通过氮掺杂二氧化钛,可以极大地提高Ti0的可见光活性。
并2由此掀起了一股氮掺杂二氧化钛光催化剂的研究热潮。
[22]通过固体紫外-可见漫反射光谱测试表明,ShaedU.M.Kham等氮掺杂可以使Ti0的带隙从3.2eV缩小到2.32eV。
2(d)复合半导体TiO与其他半导体材料形成复合半导体,可以利用另一种半导2体的能带结构来弥补Ti0的光学性能的不足。
对于复合半导体光催化2剂,一般选择能带结构与Ti0交叉匹配度较合适的半导体与之复合。
2资料Word.这样既有利于材料增大材料的对光的吸收波长的范围,同时,电子与空穴在不同半导体能带上迁移,也有利于光生电子-空穴的传输与分离。
[23]发现,对于CdS/Ti0复合半导体,量子尺寸效应在电子从Kamat等2CdS迁移至TiO的过程中扮演着重要角色。
2(e)表面修饰和敏化作用表面修饰主要是指通过修饰基团或表面处理,改变材料的表面电性、亲水性、吸附性能以及活性集团的数量等。
二氧化铁的表面修饰手段有包覆、敏化以及酸修饰等。
[24]报道,在TiO表面包覆Anderson等Si0外壳,有助于提高二氧224+3+是一种更有效地光生电,Ti相比化铁染料电池的活性和寿命。
与Ti 子界面转移位点。
使用H等还原性气体对Ti0表面进行热还原处理,223+3+比例结构产生合适的钛经基和TiTi含量大幅上升,使得其表面的[25]。
研究表明通过超强酸修饰Ti0光催化剂,可以在Ti0表面增加强22[26]。
经基基团,有利于光催化反应当然,表面修饰也可以在合成过程中进行。
在不同的合成体系中,或不同合成条件下,所得材料的形貌和结构有所不同的同时,材料的表面性能也有所差异。
敏化作用是指利用具有较好光吸收性能的敏化剂吸收光子形成激发态,然后将激发态电子传递给Ti0的导带,最后电子在Ti0表面22与活性物种发生反应，利用敏化剂,可以克服二氧化钛的带隙过宽的[27]。
同时又能够保持二氧化铁的氧化电势,,缺点延长材料的吸收波长资料Word.[28]发现,等通敏化剂可分为无机敏化和有机染料敏化。
Fitzmaurice 过Agl敏化的Ti0催化体系中,电子-空穴对的寿命可延长至100微2秒。
有机染料常用作敏化剂来提高Ti0的光学性质,并在染料电池中2[27]。
通常,有机染料通过官能团与二氧化钛相互作用有广泛的应用,[29]以茜素红染料为光敏化剂,以及吸附于Ti0材料表面。
赵进才组2TMPO 为助催化剂,在可见光下以二氧化钛光催化芳香醇选择性氧化成酸的反应中,获得了良好的选择性和转化率。
作为敏化剂,需要满足一定的条件,首先,染料应有较高的光吸收效率及较宽的吸收带,能够吸收可见、近红外及红外光。
其次,染料的激发态应具有较长的寿命和较高的量子效率。
另外,染料的基态与激发态的电子结构应与二氧化钛的能带结构有较好的匹配度,以便于光生电子的传递。
目前研究较多的染料敏化剂有联批吡啶钌配合物系列、酞菁系列、叶绿素及其衍生物等。
2.1 ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe等材料光催化概述3322.21ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe光催化反应机理323ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe等材料光催化降解有机污染物的机理与323[30]。
主要分为三个步骤：（1）当半导体材料被能TiO的降解机理类似2量大于或等于其禁带宽度的光照射时，光激发电子跃迁到导带，形成-+）；（2）光生电子和空穴分别导带电子（e），同时价带留下空穴（h被表面吸附的O2和H2O分子等捕获，最终生成羟基自由基（·ＯＨ），，该自由基通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化物种；③·Ｏ资料Word.Ｈ氧化电位高达2.7eV，具有强氧化性，可以无选择性地进攻吸附的底物使之氧化并矿化．2.22ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe等材料在光催化方面的改性323对ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe进行改性是目前解决以上问题的主要323方法．许多研究表明，通过对ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe纳米材料表面323沉积贵金属、复合其他金属氧化物、掺杂无机离子以及载体负载等方法，可以扩展ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe对光的响应范围，提高光催化332性能及稳定性，大致与TiO类似。
2（a）贵金属沉积[31]等发现在 ZnO中空球体表面沉积的Ag不仅可以作为电子；Lu库促进光生电子和空穴的分离，而且还提高了表面羟基的量，使之整[32]则认为贵金属本身就可以作Sano T体表现出更高的光催化活性．；[33]报道了贵金属修饰改变了半Zheng为催化剂降解有毒有机污染物；[36]等从而提高了光催化活性的研究结果。
Choi导体表面缺陷的浓度，[37]等也提出 Ag/WO 薄膜的降解机制。
Sun 分析了 Au 修饰的 WO 33异质结的存在。
(b) 半导体复合－＋）容易快速复合，单一半导体催化剂的光生载流子（ｅ，ｈ导致光催化效率降低，而不同半导体的价带、导带和带隙能不一致，半导体复合可能产生能级的交错，有利于光生电子和空穴的分离，从而产生更多的活性氧化物种，同时可以扩展纳米ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe等的光谱响应，因此复合半导体比单一半导332资料Word.体具有更好的光催化活性和稳定性．（c）离子掺杂金属离子的掺入可在半导体中引入缺陷或形成掺杂能级，影响电子与空穴的复合或改变氧化锌半导体的能带结构，从而改变ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe的光催化活性．另外，许多过渡金属具有对332太阳光吸收灵敏的外层ｄ电子，利用过渡金属离子对ZnO,CdS,WO,FeO,MoSe进行掺杂改性，可以使光吸收波长范围延伸323至可见光区，增加对太阳光的吸收与转化．对大多数半导体，掺杂效应受到很多因素的影响，包括掺杂元素、掺杂浓度、掺杂离子的电子[34] Qiu等结构及能级位置等，对此人们进行了大量的研究。