可见光响应型窄带隙半导体光催化材料的研究及应用进展
窄带隙 半导体 光热材料
窄带隙半导体光热材料
窄带隙半导体光热材料。
窄带隙半导体光热材料是一种具有独特光热性能的材料，它在
光照射下能够有效地转换光能为热能。
这种材料在太阳能利用、光
伏发电、光热发电等领域具有广阔的应用前景。
窄带隙半导体材料的特点是其能带结构中的能隙较小，通常在
1电子伏特以下。
这使得它在接收光能时能够吸收更多的光子，从
而产生更多的载流子。
而这些载流子在材料中运动时会产生热能，
从而实现光能到热能的转换。
在太阳能利用方面，窄带隙半导体光热材料能够将太阳光有效
地转换为热能，用于太阳能热水器、太阳能空调等设备中。
在光伏
发电领域，它可以用于提高光伏电池的光电转换效率，增加光伏发
电的产能。
在光热发电方面，窄带隙半导体光热材料可以用于集中
式光热发电系统，将太阳光聚焦到一个点上，产生高温热能，驱动
发电机发电。
除此之外，窄带隙半导体光热材料还可以应用于太阳能光催化、
太阳能蒸馏、太阳能干燥等领域，为可再生能源的开发利用提供了
新的可能。
随着可再生能源的发展和应用需求的增加，窄带隙半导体光热
材料必将成为未来能源领域的重要材料之一，为人类提供更加清洁、高效的能源解决方案。
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
1.研究背景及意义
光催化技术是一种应用广泛的绿色环保技术，可以应用于水处理、废气治理、污染物降解等许多领域。
可见光响应型光催化剂是一种新型的光催化剂，具有高效率、
低成本、易制备等优点，已经被广泛研究和应用。
本研究旨在制备一种高效的可见光响应型光催化剂，并研究其结构、光催化性能、稳定性等方面的特性。
通过深入了解其性能，在实际应用中可以提高光催化技术的效率，同时促进环境保护和可持续发展。
2.研究内容及方法
本研究将通过以下方法进行：
（1）制备可见光响应型光催化剂：选用适当的前驱体、外加剂、还原剂等，采
用水热法、共沉淀法等方法制备可见光响应型光催化剂。
（2）表征光催化剂的结构：采用XRD、SEM、TEM等技术对光催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌等特性。
（3）研究光催化剂的性能：采用光催化反应器进行光催化实验，研究光催化剂
的吸附性能、光谱性质、光催化性能等方面特性。
（4）优化制备工艺并提高催化效率：根据上述结果进行催化剂性能的优化，以
提高催化效率、稳定性和实际应用的可行性。
3.研究预期结果
本研究预计可以制备出一种高效的可见光响应型光催化剂，该光催化剂具有较好的稳定性和催化效率，在污染物降解、环境污染控制等方面具有潜在应用价值。
同时，该研究也将进一步深化对光催化机理和催化效应的理解，为光催化技术的进一步发展
提供有力支持。
可见光响应光催化剂及其分解水的研究
可见光响应光催化剂及其分解水的研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境问题的日益严重，寻求高效、清洁、可持续的能源已成为当务之急。
太阳能，作为地球上最丰富、最持久的可再生能源，具有巨大的开发潜力。
在太阳能利用中，光催化技术，特别是可见光响应光催化技术，以其独特的优势吸引了广泛的关注。
本文旨在深入探讨可见光响应光催化剂及其分解水的研究现状、发展趋势以及面临的挑战，以期为光催化技术的进一步发展和应用提供理论支持和实践指导。
本文首先将对可见光响应光催化剂的基本原理进行介绍，包括光催化剂的能带结构、光吸收过程、电子空穴对的产生与分离等。
随后，将重点综述近年来可见光响应光催化剂的研究进展，包括新型光催化剂的开发、光催化性能的优化以及光催化机理的深入研究等方面。
本文还将对可见光响应光催化剂在分解水制氢领域的应用进行详细介绍，分析其在不同反应条件下的性能表现及影响因素。
本文将对可见光响应光催化剂的研究前景进行展望，探讨其在未来能源领域的应用潜力以及可能的发展方向。
也将指出当前研究中存在的问题和挑战，提出相应的解决方案和建议，以期为推动可见光响应光催化剂及其分解水技术的发展提供有益的参考。
二、可见光响应光催化剂的基本原理可见光响应光催化剂是一种能在可见光照射下引发化学反应的催化剂。
其基本原理主要基于光电子转移和氧化还原反应。
在可见光的照射下，光催化剂吸收光能，产生电子（e-）和空穴（h+）对。
这些电子和空穴对具有很高的活性，能够参与到各种氧化还原反应中。
具体来说，当可见光的光子能量大于或等于光催化剂的禁带宽度时，光催化剂中的电子会从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
产生的电子和空穴会分别迁移到光催化剂的表面，与吸附在表面的物质发生氧化还原反应。
在光催化分解水的反应中，光催化剂表面的电子和空穴会与水分子发生反应，生成氢气和氧气。
其中，电子会与水中的氢离子（H+）结合，生成氢气（H2）；而空穴则会与水中的氢氧根离子（OH-）结合，生成氧气（O2）。
光催化材料的可见光响应性能分析
光催化材料的可见光响应性能分析近年来，光催化材料的研究和应用掀起了一股热潮。
光催化材料以其高效、环境友好、可回收等特点在环境净化、能源转化和有机合成等领域展现出巨大潜力。
其中，可见光响应性能是评估光催化材料优劣的重要指标之一。
首先，我们需要了解光催化材料的可见光响应机制。
可见光区域的波长范围是380~750 nm，而传统的光催化材料无法有效利用可见光能量。
因此，改善光催化材料的可见光响应性能成为研究的热点。
在光催化反应中，光催化剂的能带结构在可见光照射下会产生电子-空穴对。
电子可以迁移到带有负电势的催化剂表面，参与反应。
而空穴则可氧化有机物或还原光催化剂，从而形成活性物种。
因此，提高光催化材料的载流子的光生产量和分离效率是改善可见光响应性能的关键。
其次，我们可以根据光催化材料的能带结构来评估其可见光响应性能。
理想的光催化材料应该有合适的价带位置和导带位置，能带带隙在可见光范围内。
常用的方法是通过调控材料的能带结构来实现可见光响应。
例如，通过调控材料的掺杂、组分和结构可以改变其能带结构。
这些调控方法可以有效地拉近材料的能带带隙，使其能够吸收可见光。
比如氧化铋（Bi2O3），其通过掺杂和修饰能够实现可见光响应，从而促进光催化反应的进行。
此外，光催化材料的光吸收性能也决定了其可见光响应性能。
光吸收性能受到材料的光学性质和表面形貌等因素的影响。
例如，通过改变材料的晶体结构、表面形貌和粒径等，可以增强光吸收效果，提高光催化材料的可见光响应性能。
研究发现，具有高比表面积和优秀光学性能的纳米材料往往具有更好的可见光响应性能。
因此，在合成光催化材料时，需要精确控制材料的形貌和粒径，以提高其可见光吸收性能。
除了光吸收性能，光释电子和光生活性能也是衡量光催化材料可见光响应性能的重要指标。
光释电子和光生活性能直接影响了光催化反应的速率和效果。
光释电子是指材料的电子在光照下的产生能力，而光生活性能则表示材料中产生的载流子在光照下的寿命。
光催化技术的研究进展
光催化技术的研究进展0708010219贾善坤光催化技术的研究进展光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，最典型的天然光催化剂就是我们常见的植物的光合作用，空气中的二氧化碳和水在光的作用下合成为氧气和碳水化合物。
总的来说纳米光催化技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
1 光催化反应光催化反应是光和物质之间的多种相互作用方式之一,是光反应和催化反应的融合,是在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。
该反应是利用一定波长的光照射某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、ZnO、WO3、CdS等使其产生光生载流子,从而促使许多难以实现的光化学反应能在常规条件下进行。
TiO2由于化学稳定性高、廉价、无毒、耐光腐蚀且具有较深的价带能级,可使一些光化学反应在TiO2表面得以实现,因此研究者大多认为TiO2是理想的半导体光催化剂。
2 光催化的原理半导体的基本能带结构是:由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，价带和导体之间由禁带分开。
当用能量等于或大于禁带宽度的光照射时，半导体价带上的电子被激发跃迁到导带,同时在价带上产生相应的光生空穴(h+),这样就在半导体内部生成电子-空穴对。
由于半导体能带的不连续性,电子和空穴的寿命较长,并在电场作用下分离并迁移到粒子表面。
光生空穴具有极强的得电子能力,可夺取半导体颗粒表面有机物或溶液中的电子，使原本不吸收光的物质都被活化氧化，因此具有很强的氧化能力,将其表面吸附的OH-和H2O分子氧化成自由基·OH,再由·OH无选择地将有机物氧化，最终降解为CO2和H2O等简单的无机物。
光生电子也能够与O2发生作用生成HO2·和O-2·等活性氧类,这些活性氧自由基也能参与氧化还原反应。
迁移到表面的光生电子和空穴既能参与加速光催化反应,同时也存在着复合的可能性。
在不同有机物的光催化反应过程中，羟基是主要的活性物质，对光催化氧化起决定性作用。
可见光响应的铋系光催化剂研究进展
的新种类半导体. TiO2 被认为是最好的单金属氧化 物，但是近期研究人员开发了包含多种金属的组合氧 化 物 ，提 供 更 多 组 合 ，开 创 了 一 个 新 的 领 域“ 带 隙 工 程”[1]. 第二种是开发新种类的催化剂，判别材料具有 更小带隙的一种可行方法是计算 O 的 2p 轨道和金属 s 轨道（例如 Bi6s）杂交构成的价带，因此，包含混合金 属氧化物的 Bi3+系光催化剂很长时间以来被认为具有 可见光活性，尽管其有有利的电子结构，但是只有极 少数 Bi3+氧化物被鉴定为具有可见光光催化活性. 单 斜的 BiVO4 带隙为 2.4 eV，在可见光（λ > 420 nm）照射 下显示出很高的裂解水产生 O2 的活性[2-3]. CaBi2O4 是 一个很有效的降解乙醛和亚甲基蓝的可见光光催化 剂，由于合成该氧化物较为困难，所以其适用性受到 一定限制[4]. Bi2WO6[5-6]、Bi2MoO6[7] 和 Bi2GaTaO7[8] 显示出
2010 年，Cui 等[18]使用煅烧方法，制得了纳米结构
图 1 Bi2WO6 晶体结构示意图 Fig.1 Schematic structure of Bi2WO6
的 Bi2WO6，并采用带有 420 nm 滤光片的 350 W Xe 灯 作为可见光源，取浓度为 0.05 mol/L 的催化剂在光照 时间为 60 min 的条件下，降解初始浓度为 10-5 mol/L 的罗丹明 B. 结果表明：200 ℃煅烧得到的 Bi2WO6 对染 料降解率达到 100%，而 300 、400、500 ℃煅烧得到的 Bi2WO6 活性分别为 94%、41%和 52%. 这是因为：随着 温度升高，结晶度增加，能够俘获电荷的晶体缺陷减 少，表面积减少，吸收光和发生光催化反应的活性点 减少；而 200 ℃得到的纳米片上有纳米晶作为量子点， 和纳米片形成异质结，产生光生电荷并延长它们的寿 命；此外，由于量子点的限制效应，异质结导带能级更 高、价带能级更低，光照下，光生电子和空穴由异质结 向基质纳米片迁移，导带电子迁移速度比价带空穴 慢，在量子点导带上留下更多电子，使光生电荷分离， 因而其可见光催化活性更高.
可见光光催化机理研究进展
综述与展望
可见光光催化机理研究进展
黄 垒 ,彭 峰
(华南理工大学化工与能源学院 ,广东 广州 510640 )
Researches in photoca ta lytic m echan ism under v isible 2light
HUAN G L ei, PEN G Feng
( School of Chem ical and Energy Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China ) Abstract: Heterogeneous photocatalysis under visible 2light has been a focus for researches . Dye 2 photoac2 tivation, ion 2dop ing, sem iconductor compositing and the increasing crystal defects have been used to en2 hance the phototcatalytic activity under visible 2light irradiation, and some mechanis m s for photocatalysis under visible 2light were p roposed. The m echanism s for transm ission and separation of the electron 2cavity pairs were discussed. Key words: photocatalysis; visible light; photocatalytic mechanis m CLC num ber: TQ034; O643. 31 D ocum en t code: A Article I D : 1008 2 1143 ( 2007 ) 03 2 0005 2 07
半导体光催化材料在水污染治理中的应用研究
半导体光催化材料在水污染治理中的应用研究近年来，水污染问题日益严重，对于人类的生活和生态环境造成了严重威胁。
因此，寻找有效的水污染治理方法成为了一项紧迫的任务。
而半导体光催化材料作为一种新型的治理水污染的方法备受关注。
1. 半导体光催化材料的原理及特点半导体光催化材料主要由二氧化钛（TiO2）等半导体材料组成。
光催化原理是指在可见光或紫外光的照射下，光催化材料能够吸收光能，产生电子与空穴对，并通过一系列反应降解水中的有机污染物。
与传统的水污染治理方法相比，半导体光催化材料具有以下特点：首先，半导体光催化材料具有高效的降解能力。
由于光催化反应的发生是在半导体材料表面进行的，因此有机污染物可以与催化剂直接接触，从而提高降解效率。
其次，半导体光催化材料具有广泛的应用范围。
无论是有机污染物，如苯、甲醛等，还是无机污染物，如重金属离子、氨氮等，都可以通过光催化方法进行有效降解。
另外，半导体光催化材料具有良好的稳定性。
催化剂在反应过程中不直接参与反应，因此不会被消耗掉，可以多次使用，减少了治理成本。
2. 半导体光催化材料在有机污染物治理中的应用半导体光催化材料在有机污染物治理中具有良好的应用潜力。
在实际应用中，受到光强、催化剂种类和浓度、反应温度等因素的影响，光催化反应的效果会有所差异。
因此，针对不同有机污染物的治理需求，需要选用合适的催化剂和优化反应条件。
针对水中常见的有机污染物，如苯系物质、甲醛等，半导体光催化材料已被广泛研究应用。
例如，研究者们通过改变半导体催化剂的晶型、掺杂其他金属离子等手段，提高了半导体催化剂的响应能力和降解效率。
同时，光催化反应的条件优化也成为了关键一环，如调节光照时间、光强、反应温度等，以实现最佳的降解效果。
此外，半导体光催化材料还可以通过与其他材料的复合，进一步提高降解效率。
例如，将二氧化钛与纳米金粒子复合，可以增加光催化反应对于光的吸收能力，进而提高降解效率。
这种复合材料结构在去除有机污染物中显示出了良好的性能。
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可见光响应型窄带隙半导体光催化材料的研究及应用进展张 彤,张悦炜,张世著,陈冠钦,洪樟连(浙江大学材料科学与工程学系,杭州310027)摘要 近年来,窄带隙半导体材料因具有吸收太阳光可见波段能量、可见光催化降解有机物及可见光解水制氢的优异特性而成为新型半导体材料的研发热点。综述了以TiO2为代表的传统半导体材料掺杂体系以及全新组成材料体系等两大类具有窄带隙半导体特性的材料种类、光催化性能的影响因素、材料制备工艺以及应用前景,并在此基础上展望了研究与发展方向。关键词 窄带隙半导体 可见光催化 可见光解水 带隙 制备工艺
ResearchandApplicationsofVisibleLightResponsiveNarrowBandGapSemiconductorPhotocatalyticMaterialsZHANGTong,ZHANGYuewei,ZHANGShizhu,CHENGuanqin,HONGZhanglian(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)Abstract Inrecentyears,narrowbandgapsemiconductorshaveattractedextensiveattentionandbecometheresearchfocusofthenovelsemiconductormaterialsbecausetheyarecapableofabsorbingthevisiblelight,degradingtheorganicpollutantsandproducingcleanenergybysplittingthewaterintohydrogenandoxygenundervisiblelightirradiation.Inthispaperthematerialclassification,factorscontrollingthephotocatalyticperformance,materialsyn2thesistechniqueandfutureapplicationoftwokindsofmaterialswithnarrowbandgapcharacters,themodifiedtitaniaandnewnarrowbandgapsemiconductoraresummarized.Finally,thedevelopmenttrendoftheirresearchandapplica2tionisalsodiscussed.Keywords narrowbandgapsemiconductor,visible2lightcatalysis,waterspiltting,bandgap,synthesisme2thod
张彤:女,硕士研究生 洪樟连:通讯联系人,男,1968年生,副教授 Tel:0571287951234 E2mail:hong_zhanglian@zju.edu.cn
0 引言人类社会与经济可持续发展日益面临能源短缺和环境恶化两大问题,正处在工业化和城镇化加速发展阶段的中国,对有效利用太阳光能量的清洁能源及环境保护技术的研发需求尤为紧迫。理论上,从自然界廉价获取和持续利用太阳光能量并低成本制取氢能源是解决上述问题的一个理想途径,发展相关技术与新材料具有广阔的前景。自1972年日本科学家Fujishima等[1]发现TiO2单晶电极可以实现光催化分解水,以及随后发现纳米TiO2具有光催化降解有机物的效应以来,以TiO2为代表的半导体光催化材料具有利用太阳光的紫外波段能量进行光催化降解有机物,以及光解水制氢的独特优势,成为材料领域的研究热点。但是,本征TiO2(锐钛矿型带隙为3.2eV)只能吸收波长λ<380nm的紫外光,无法充分利用占太阳光谱约43%的可见光波段(400～750nm)能量。为解决上述问题,各国科学家通过各种方法和手段进行了大量有关能吸收太阳光能量的可见光响应型窄带隙半导体材料的研究,并在以下两方面取得了显著进展:一是通过对以TiO2为代表的传统半导体材料进行掺杂和改性,将其带隙移至可见光波段;二是开发全新组成的窄带隙半导体材料。本文就以上两方面的研究进展进行综述。1 窄带隙半导体的光催化反应机理半导体材料的能带结构一般由填充电子、能量较低的价带和全空、能量较高的导带构成,价带和导带之间存在禁带。窄带隙半导体的禁带宽度一般小于3.0eV,能够吸收可见波段的太阳光能量。当能量大于或等于禁带宽度的光(hυ≥Eg
)照射时,半导体吸收光子能量并产生电子2空穴对;随后
,
光生电子和空穴向吸附了有机或无机物种的半导体颗粒表面迁移,与氧及羟基结合产生活性自由基,并诱发光催化降解的反应。光生载流子产生的几率及迁移速率取决于导带和价带边的位置及吸附物种的氧化还原电位。光催化氧化2还原反应发生的热力学条件是:受体电势要比半导体导带电势低,
供体电势要比半导体价带电势高,这样光生电子或光生空穴才能供给基态吸附分子。而且,与光生载流子向吸附物种迁移过程竞争的是电子和空穴的复合过程,这个过程一般都是在半导体颗粒内部和表面进行的,属放热过程。窄带隙半导体与传统TiO2光催化材料的光催化反应机制类似,区别是
・42・材料导报:综述篇 2009年2月(上)第23卷第2期© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net窄带隙半导体可以吸收波长较长的可见光并进行光催化反应。2 新型窄带隙半导体材料2.1 基于传统宽带隙半导体材料掺杂的可见光响应材料 掺杂金属离子是一种常用的使传统半导体材料具有可见光响应活性的技术途径,通过掺杂在禁带中形成受主或施主能级,使其带隙变窄,具有可见光响应能力。目前这类研究具有代表性的是TiO2[2,3]、SrTiO3[4,5]和ZnS[6,7]等体系。例如,在TiO2和SrTiO3中掺杂Cr,在TiO2和SrTiO3中掺杂Sb、Ta或Cr[8]。对掺杂Cu或Ni的ZnS[9]和掺杂Pb或卤素的ZnS[10]的研究发现,它们在没有Pt的情况下均显示出比较高的催化活性。此外,非金属掺杂TiO2是近年兴起的一个研究热点。在TiO2的锐钛矿、板钛矿、金红石3种本征结构中,锐钛矿结构性能最好,研究也最多,但其带隙为3.2eV,仅对波长小于387.5nm的紫外光响应。掺杂非金属离子可以降低它的带隙,实现可见光响应。近年来的大量研究表明,非金属阴离子掺杂可不同程度地拓展TiO2的可见光响应范围,是一种有效的TiO2改性途径。2001年Asahi[11]首次将非金属N引入TiO2获得可见光响应。笔者认为N原子代替TiO2晶格中的O产生氧空位,N2p轨道与O2p轨道杂化使TiO2带隙变窄;通过研究提出,非金属离子掺杂应该满足如下要求:(1)在禁带内产生杂质能级,吸收可见光;(2)导带底边位置合适,以确保光化学反应能正常进行;(3)掺杂能级与TiO2导带或价带有效重叠。理论计算表明不同离子掺杂作用差异显著,虽然S原子的3p轨道也能与TiO2中O2p轨道有效重叠,但是由于S原子半径太大,对O的替代式/间隙式掺杂造成的晶格畸变太大,效果不好;而N掺杂体系中,N原子2p轨道与O2p轨道重叠,减小了TiO2的带隙,拓展了TiO2的光谱响应范围,对结构影响不大,效果较好。Khan[12]于2002年发现C掺杂TiO2的起始吸收波长能拓展到535nm,对应于2.32eV的带隙能量;光解水制H2效率为11%,总光电转换效率为8.35%。之后,出现了大量单掺或共掺非金属离子TiO2的材料制备、性能和理论分析的研究报道。虽然掺杂金属、非金属元素可以一定程度地提高传统半导体的可见光响应活性,但是,光生电子和空穴的迁移率较低,可见光利用效率不高,材料稳定性还有待于提高,这也是基于传统半导体掺杂改性材料需要解决的问题。2.2 新型窄带隙光催化材料2.2.1 多元氧化物(AxByOz)多元氧化物代表组成体系主要有ABO4和AB2O4两类。Kudo[13]用水热法制备了具有良好光催化活性的钒酸盐系列半导体。其中代表性的是BiVO4(带隙为2.3～2.4eV),单斜晶系BiVO4在波长450nm光照下,光解水的量子效率为9%。其它体系的研究也较多,邹志刚等[14]系统地研究了铟酸盐系列的半导体材料,并从结构特点出发研究了CaIn2O4、BaIn2O4、SrIn2O4等3种物质的可见光催化活性。降解亚甲基蓝实验发现,CaIn2O4催化性能较其它两者高,在580nm可见光照射时表现出最高的活性。此外,叶金花等[15]研究发现用湿化学法制备的CaBi2O4在可见光条件下具有较好的降解甲醛和亚甲基蓝的效果。采用固相法制备了正交晶系M2.5VMoO8(M=Mg,Zn),并测试了可见光分解水制O2的特
性,发现Mg2.5VMoO8和Zn2.5VMoO8的导带分别由V3d或Mo4d组成,Mg2.5VMoO8的价带由O2p组成,而Zn2.5VMoO8
的价带则是由O2p与Zn3d组成的杂化轨道;虽然Zn2.52
VMoO8价带杂化轨道既不能降低带隙能量又不能使价带向
上移动,但是O2p与Zn3d的杂化轨道可以提高光生空穴的迁移率,从而有利于O2的生成。Tian[16]制备了一系列的金属氧化物半导体K
4Ce2M10O30(M=Ta,Nb)材料,当掺杂Pt、RuO2
和NiO(NiO
x)作为助催化剂时,带隙能仅为1.8～2.3eV,吸
收光谱为540～690nm,可以高效利用太阳光。多元氧化物是一类具有丰富组成和结构的新型窄带隙光催化材料,有较大的研究和发展价值,不过目前大多采用固相法制备,制得的样品存在尺寸大、容易伴生杂相等问题。2.2.2 氮氧化物和氮化物这一体系组元较简单,研究主要集中于氮元素提高材料活性作用方面。Domen等[17]通过在NH3气流中加热Ta2O
5
制备了TaON(2.5eV)和Ta3N
5(2.1eV)。可见光照射(λ≥
420nm),用Ag+和甲醇溶液辅助光解水制H2和O2,发现TaON制O2的效率较高,量子效率高达34%。研究指出,两者的价带和导带结构分别由N2p轨道和Ta5d轨道组成;
N2p轨道比以往的O2p轨道电位更负,从而使带隙变窄,有利于在可见光下反应。Li等[18]利用溶胶2凝胶法制备N掺杂的TiO2,获得了TiON化合物,发现N含量决定了TiON