类水滑石催化剂研究进展分析
水滑石制备及应用于催化氧化反应的新进展
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化工生产与技术
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到组成为 97$":.!;<=>!&’<% ・ &=!< 的水滑石。 共沉淀的基本条件是造成过饱和条件的形成。 共沉淀法分为低过饱和度法及高过饱和度法。低过 饱和度法是将 ! 种溶液 （一种是 !;??>， !;???> 的混合 溶液， 另一种是碱液） ， 通过控制相对滴加速度同时 缓慢加入到另一种容器中， @= 值由控制相对滴加速 度调节；而高过饱和度法是将混合溶液在剧烈搅拌 下快速加入到碱液中。 实验室制备中常采用低过饱和度法，这是因为 此时的 @= 值可得到较严格的控制；而高过饱和度 条件下往往由于搅拌速度跟不上沉淀速度，常会伴 有氢氧化物杂相的生成。 要得到纯净和结晶度良好的水滑石样品，还需 注意以下几种条件 ：
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水热法 谢晖等用该法合成一系列镁铝水滑石 4:76。他们
将硫酸镁、硫酸铝混合溶液和碱迅速混合成白色浆 液， 将浆液放入高压釜中， 再放入到不同温度的烘箱 内晶化， 得到一系列水滑石。 结果发现随着晶化温度 的提高，类水滑石的特征峰逐渐增强，杂峰越来越 少， 基线渐趋低平。说明样品中杂晶相渐渐消失， 在 晶化阶段， 较低温度对半峰宽影响不大， 当温度上升 至约 5:8 9 时， 随着晶化温度的进一步上升， 其对 粒子尺寸的影响作用增强，表明水热温度高有助于 一次粒子的增长。这是由于提高温度可以加快晶体 生长速率， 缩短达到平衡所需的时间。
取代时， 会 被半径相似的阳离子 （如 @(A?， B+A?和 C$A?） 导致层上正电荷的积累， 这些正电荷被位于层间的 平衡，在层间的其余空间，水以 负离子 （如 C=A7-） 结晶水的形式存在，形成图 5 所示的水滑石层状 结构4A8。 当 :;7?和 @(A?被半径相似的 7 价或 A 价阳离 子同晶取代， 或 C= 被其他阴离子取代， 即形成类
水滑石基负载型贵金属催化剂的结构调控及其催化性能的研究进展
水滑石基负载型贵金属催化剂的结构调控及其催化性能的研究进展摘要负载型贵金属催化剂是煤化工、石油化工以及精细化工等领域应用最为广泛的催化剂。
层状复合金属氢氧化物(LDHs)是一类具有典型层状结构的二维纳米材料，由于其组成的可调控性以及独特的二维结构效应，以LDHs材料作为前驱体和载体在制备高活性贵金属催化剂方而表现出显著的优势。
木文综述了基于LDHs层板结构调控水滑石基负载型贵金属催化剂的最新进展，探讨了 LDHs基负载型金属催化剂在重要反应中的催化性能。
关键词水滑石(LDHs),贵金属催化剂，结构调控，催化性能一、引言层状双金属氢氧化物(LDHs)in-水滑石，典型的阴离子型层状材料。
由带有正电荷的主体层板和作为客体的层间阴离子构成。
其主体层板的结,八面体单元通过边- 边共享形成了主体构为八而体，类似水镁石Mg(OH)2层板；层板的金属阳离子M2+(含有单价金属离子的Li/Al-LDHs除外)，可以和金属阳离子M3+或者M3发生取代反应，客体阴离子A*-与层板的正电荷相平衡，使LDHs呈现电中性; 由于LDHs的主体层板的金属离子成分、电荷密度、分布、层间客体的种类及数量等都存在可变性⑷，因而广泛应用于新型吸波、催化、吸附、染料激光器、生物/医药、电磁转换、光电转换、量子阱器件、电子信息及环境友好功能助剂材料等很多方向［5-®。
1.1研究背景高效催化剂是现代石油化工工业发展的重中之重。
目前应用范围最大的工业催化剂是负载型金属催化剂，存在很多优点，如利用率高、用量少、可连续操作等。
常采用溶液浸渍法进行制备该催化剂，但也存在活性低、单一选择性不好、无法连续使用等缺点。
利用LDHs的晶格定位作用、拓扑转变过程的网阱限域效应等得到高分散型负载金属催化剂。
该催化剂以复合金属氧化物为载体，及保留了 LDHs前驱体的形貌，且分散性和稳定性极好。
根据LDHs层板的构筑原则，形成结构规整的LDHs材料所需要的金属离子只有少数,其他由于半径或者电子云空间分布等原因不能形成LDHs层板。
水滑石及类水滑石材料的合成及催化应用新进展_杨一青
水滑石是一类具有特殊结构的层状无机材料。
具有独特的结构和性能，在离子交换、吸附分离、催化、医药等领域得到广泛应用。
水滑石类材料主要包括水滑石（Ｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ，简称ＨＴ）及水滑石类化合物（Ｈｙ－ｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ－ｌｉｋｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，简称ＨＴｌｃ）。
其结构既具有层板上阳离子的同晶取代性，又具有层间阴离子的可交换性［１］。
由于其独特的结构特性、组成及孔结构的可调变性以及优良的催化性能，在吸附、催化领域中占有重要位置，使其在催化、工业、医药等方面具有广阔的应用前景。
１水滑石的组成及结构特征典型的水滑石Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ是一种天然存在的矿物。
水滑石与水镁石（Ｍｇ（ＯＨ）２）的结构类似，水镁石由Ｍｇ（ＯＨ）２八面体相互共边形成层状化合物［２］，层与层之间对顶地叠在一起，层间通过氢键缔合。
当水镁石层状结构［３］中的Ｍｇ２＋部分被半径相似的阳离子（如Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋）取代时，会导致层上正电荷的积累，这些正电荷被位于层间的负离子平衡，在层间的其余空间，水以结晶水的形式存在。
当Ｍｇ２＋和Ａｌ３＋被半径相似的２价或３价阳离子同晶取代，或ＣＯ３２－被其他阴离子取代，即形成ＨＴｌｃ。
水滑石类化合物是一类层柱状化合物，其理想组成为Ｍ（Ⅱ）６Ｍ（Ⅲ）２（ＯＨ）１６ＣＯ３２－・４Ｈ２Ｏ，Ｍ（Ⅱ）为２价金属阳离子（如Ｍｇ２＋，Ｚｎ２＋，Ｃｕ２＋，Ｎｉ２＋等），Ｍ（Ⅲ）为３价金属阳离子（如Ａｌ３＋，Ｆｅ３＋，Ｃｒ３＋等）。
层间阴离子ＣＯ３２－可被ＮＯ３－和Ｃｌ－等简单的无机阴离子取代，也可被体积较大的同多和杂多金属含氧酸盐取代，还可以被不同体积的有机阴离子替代，从而得到另一种水滑石类化合物，称之为柱撑水滑石。
水滑石类化合物的特殊结构使其具有特殊的性能。
（１）层板化学组成的可调控性；（２）层间离子种类及数量的可调控性；（３）晶粒尺寸及其分布的可调控性；（４）低表面能。
类水滑石具有和水滑石相同的结构，差别在于层上阳离子和层间阴离子的种类和数量，二者统称为水滑石。
《多元类水滑石材料的制备及催化PMS去除水中难降解有机污染物的研究》范文
《多元类水滑石材料的制备及催化PMS去除水中难降解有机污染物的研究》篇一摘要：本研究旨在制备具有高效催化性能的多元类水滑石材料，并探讨其对于过一硫酸盐（PMS）催化去除水中难降解有机污染物的应用。
通过系统的实验设计和分析，本文详细介绍了材料的制备过程、表征方法、催化性能及机理，为水处理领域提供了一种新型、高效的催化剂材料。
一、引言随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严重，尤其是难降解有机污染物的存在给水处理带来了巨大的挑战。
过一硫酸盐（PMS）作为一种强氧化剂，在高级氧化过程中被广泛应用于水中有机污染物的去除。
然而，其催化效率及稳定性仍需进一步提高。
因此，研究开发高效、稳定的催化剂材料成为当前水处理领域的重点。
多元类水滑石材料因其独特的层状结构和良好的化学稳定性，在催化领域展现出巨大的应用潜力。
二、多元类水滑石材料的制备1. 材料选择与配比：选取适当的金属元素，按照一定的摩尔比例配制溶液。
2. 合成方法：采用共沉淀法，将金属盐溶液与碱性溶液混合，调节pH值，经过老化、洗涤、干燥等步骤，得到前驱体。
3. 热处理：将前驱体在一定温度下进行热处理，得到多元类水滑石材料。
三、材料表征与分析1. X射线衍射（XRD）分析：通过XRD分析确定材料的晶体结构，验证水滑石材料的成功制备。
2. 扫描电子显微镜（SEM）观察：观察材料的形貌特征，了解材料的微观结构。
3. 比表面积及孔径分析：测定材料的比表面积和孔径分布，评估材料的物理性质。
四、催化PMS去除水中难降解有机污染物1. 实验方法：以PMS为氧化剂，以多元类水滑石材料为催化剂，考察其对水中难降解有机污染物的催化降解效果。
2. 实验结果：在适宜的条件下，多元类水滑石材料表现出良好的催化活性，能够有效地催化PMS产生强氧化性物质，从而降解水中的难降解有机污染物。
3. 催化机理：多元类水滑石材料通过提供活性位点，促进PMS的活化与分解，生成具有强氧化性的自由基，进而攻击有机污染物分子，实现其降解。
PdMgAl类水滑石催化剂的活性研究
床 管 式 反 应 器 测 试 催 化 剂 对 丙酮 一 步 法制 备 ＭＩＫ 的催 化 活 性 ， 究反 应 温 度 、 酮 比 、 料 液 空 Ｂ 研 氢 进 速 及 催 化 剂 组 成 对 该 反 应 的 影 响 ． 常 压 下 ， 应 温度 为 １０℃ ， 酮 物 质 的 量 比 为 １５ 液 空速 为 在 反 ８ 氢 ．， １２ ， ．０ｈ 选取 不 同组 成 的 催 化 剂 进 行 催 化 性 能 测试 ． 实验 结果 表 明 ： （ ） （ ） ： ， ｄ 当 Ｍｇ ： Ａ１＝３ １Ｐ 质 量 分数 为 ０２ ％ 时 ， ． 丙酮 的 转 化 率 为 ８ ．７ ％ ， Ｂ 的 选 择 性 为 ５ ．６ ％ ， 率 为 ４ ．９％ ． ２８ ＭＩＫ ３５ 收 ４３ 关 键 词 ： 类 水 滑 石 ； 催 化 剂 ； 丙 酮 ； 一 步 法 ； 甲基 异 丁 基 酮
２２ １
沈
阳
化
工
学
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２Ｏ 年 ０８
采用 Ｆ １ ｌ ２Ｉ ｎ×１ｍｍ ×６ ０Ｉｌ 固定床 管 ｎ ０ ＩＩ ＩＴ
色谱 柱 ：Ｅ ３ 细 柱 ； 温 ： ０ ０ Ｓ 一０毛 柱 ５ ～２ ０℃程 序 升 温 ； 气 流 量 ： 为 １ ／ ｎ Ｎ 载 Ｈ２ ５ｍＬ ｍｉ， ２为 ６ ／ ５ｍＬ ｍｉ ， ｎ 空气 为 ３ ０ ｍＬ ｍｉ； ０ ／ ｎ 检测 器 ： 火 焰 ． 用 氢 利
蒙布 漆等 的原 料 ， 而且其 无机 盐是 一种 有效 的分
离剂 【 卜 ． 统生 产 工 艺 多 数 采用 丙 酮 为原 料 ， 传 经缩合 、 水 、 氢三 步合 成 ＭＩ Ｋ， 工 艺 流程 脱 加 Ｂ 该
将 制得 的样 品在 ５０℃ 下 ， ０ 煅烧 ４ｈ得 到咖 ， 啡 色的 Ｐ Ｏ－ Ｏ－ ２ ３ 化物催 化 剂 ． ｄ Ｍｇ Ａ１ 氧 ０
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》范文
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长，天然气作为一种清洁、高效的能源越来越受到人们的关注。
甲烷干重整技术是利用天然气的重要手段之一，能够制备出氢气和合成气等重要的工业原料。
然而，传统的甲烷干重整过程需要较高的反应温度和催化剂的支撑，而催化效率及催化剂的稳定性也一直是该领域研究的重点。
近年来，类水滑石Ni基双金属催化剂因其良好的催化性能和稳定性在甲烷干重整领域得到了广泛的应用。
本文将针对类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的高质量研究进行深入探讨。
二、类水滑石Ni基双金属催化剂的介绍类水滑石Ni基双金属催化剂是一种新型的催化剂，其结构类似于水滑石，具有较大的比表面积和良好的催化性能。
该催化剂主要由Ni和其他金属元素组成，其结构中具有许多可调控的物理和化学性质。
由于其具有高活性、高选择性以及良好的抗积碳性能等特点，该催化剂在甲烷干重整过程中具有很高的应用价值。
三、加压甲烷干重整的反应过程加压甲烷干重整是指通过高压下进行的甲烷干重整反应，以提高反应效率和合成气产量的方法。
该过程中主要发生的是甲烷与二氧化碳之间的重整反应，通过使用氧气和蒸气等气体辅助促进反应进程。
此技术既可以将废气资源进行回收利用，又能高效制备氢气和合成气等高附加值的化学物质。
四、高质量研究的进展关于类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的高质量研究进展颇丰。
众多研究集中在提高催化剂的活性、选择性和稳定性上。
研究者们通过改变催化剂的组成、结构以及反应条件等方式，不断优化催化过程。
其中，采用类水滑石Ni基双金属催化剂，在高压条件下进行甲烷干重整反应，不仅提高了反应速率和合成气的产量，同时也延长了催化剂的使用寿命。
五、实验结果与讨论实验结果表明，在类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气的过程中，催化剂的活性和选择性均得到了显著提高。
此外，通过优化反应条件，如温度、压力和气体流速等参数，可以进一步提高合成气的产量和质量。
水滑石类化合物结构和性能影响因素的研究进展
化等方法处理后 ， 能使其表面赋予碱性 ， 可用作环境友好 的多相固体催化剂。综述 了 Ｈ Ｌ Ｔ ｃ的制备 方法 、 条件及改性方法对产品结构 和性能的影 响 ， 并对水滑石类化合物 的应用前 景进行 了展望。
关键词 水 滑石 多相固体催化剂 结构ｄｏ ｌｔ 简称 Ｈ ） 一种 高 比表 ｔｃｅ Ｔ是 面积无 机材 料 ， 高 温处 理后 可 分解 为 复合 氧 化 经 物， 使其表 面赋予 碱性 ， 用于 多种催 化反 应 。水 可
少 到 ２～１ ｉ。此外 ， 用该方 法得 到的水滑石 ０ｍｎ 采 比传统 方法 （ ４３Ｋ温 度下 老 化 ２ ） 到 的 在 ２ ４ｈ 得 水 滑石 的 晶体 更小 ， 比表 面 积 更 大 。Ｔｃｉ等 ¨ ｉ ｔ 们 ｈ 在研 究 微 波 辐 射 法 得 到 的 Ｍ ／ ｌ Ｍ ／ ａ型 ｇＡ 和 ｇＧ
存在着一些水分子 ， 这些水分子可以在不破坏层 状 结构 的情 况下 去除¨ 。 】
类水 滑石 （ Ｔ ｃ 最基本 的性 质是 碱性 ， 且 Ｈ Ｌ） 并 其碱性 强弱与组 成 中二价 金属氢氧化 物 的碱性 强 弱基本 一 致 ， 在 Ｚ／ １Ｚ ／ ｒＮ／ １ Ｍ ／ ｌ 如 ｎ Ａ、 ｎＣ 、 ｉＡ 和 ｇＡ 水 滑石 中 ， ／ ｌ 的碱 性最 强 Ｊ 由于水 滑 石 ＭｇＡ 型 。 原始结 构 中大部 分 是 以碳 酸盐 形式 存 在 ， 形 式 该 没有碱性 ， 需要 对其 进行 高 温活 化处 理 使其 变 为 碱性 的复合氧 化 物 。通 常采 用 Ｘ Ｄ分 析技 术 对 Ｒ 活化效果 进行分析 。经过煅烧 或煅烧 一水化 的水 滑石可 以广泛用作 环境友好 的固体碱 催化剂 和氧
性 ， 金属离子形 成均一 的溶液 ， 当溶液 温度超 与 但
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》范文
《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长，化石能源的供应日益受到压力。
在此背景下，天然气作为一种清洁能源受到了广泛的关注。
甲烷作为天然气的主要成分，其转化和利用具有重要意义。
干重整制合成气是一种重要的甲烷转化过程，它能够同时生产出合成气和氢气，具有重要的应用价值。
近年来，类水滑石Ni基双金属催化剂因其良好的催化性能和稳定性，在加压甲烷干重整制合成气过程中得到了广泛的研究和应用。
本文旨在探讨类水滑石Ni基双金属催化剂在加压甲烷干重整制合成气过程中的性能和机理，为该领域的进一步研究提供参考。
二、文献综述随着环保意识的增强，清洁能源的研究受到了广泛关注。
类水滑石Ni基双金属催化剂因其优异的催化性能和良好的稳定性，在甲烷干重整制合成气过程中得到了广泛的应用。
该催化剂具有较高的活性、选择性和稳定性，能够在高温高压条件下实现甲烷的有效转化。
然而，催化剂的失活、积碳等问题的存在，限制了其在该过程中的应用。
因此，针对这些问题的研究具有重要意义。
三、实验方法本文采用类水滑石Ni基双金属催化剂进行加压甲烷干重整制合成气的实验。
首先，制备了不同组成的催化剂，并通过XRD、SEM等手段对催化剂进行表征。
其次，在高温高压条件下进行甲烷干重整实验，通过改变反应条件（如温度、压力、气体流量等）研究催化剂的活性和选择性。
最后，对反应产物进行收集和分析，评价催化剂的催化性能和稳定性。
四、结果与讨论1. 催化剂表征结果通过XRD和SEM等手段对催化剂进行表征，发现催化剂具有较好的结晶度和分散性，且Ni等活性组分在催化剂中分布均匀。
这有利于提高催化剂的活性和选择性。
2. 催化剂活性与选择性在高温高压条件下进行甲烷干重整实验，发现类水滑石Ni基双金属催化剂具有较高的活性和选择性。
随着反应温度和压力的增加，催化剂的活性逐渐提高。
此外，该催化剂还具有较好的抗积碳性能，能够在一定程度上减少催化剂的失活。
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高分辨率XPS中都能够看到N1s过剩区域；LDH-N只显示了硝酸根N1s，LDH-TEA从 左到右分别显示三乙醇胺N1s和硝酸根N1s过剩
从SEM图中可以看到插层反应成功得到两种物质，分别呈现团簇状（LDH-TEA）和 扁平状（LDH-N）。而这一差异导致的原因就是插入到层间的三乙醇胺和硝酸根带 来的影响。
（类）水滑石催化剂的研究进展
任佳佳 研1505 652085216073
主要内容
• 研究背景 • LDHs在光催化中的应用 • LDHs在烃类氧化中的应用
研究背景
类水滑石：水滑石类化合物（Hydrotalcites-like compounds）又 叫 层 状 复 合 金 属 氢 氧 化 物 （Layered double hydroxides ， LDH） 是一类阴 离子层状粘土。
而使得催化效率降低。
催化剂在不同负载前体以及煅烧温度下的实验表明：催化剂负载在ZnSn-3-LDHs上 600~700℃情况下煅烧得到的催化剂的性能最高。
结论
作者制备了一种以ZnO/SnO2层状前驱体体系的光催 化剂，在环境Ph=7，催化剂含量为1g/L，温度为600 摄氏度下煅烧得到的催化剂的光催化活性最高。一 系列的实验结果表明ZnO/SnO2体系具有很好的层状 结构，因而这类能够使得金属粒子充分分布的前驱 体具有良好的实际应用价值。
结论
• FePor-LDH-TEA催化剂在环己烷氧化反应中 的催化活性是FePor-LDH-N催化剂的3倍左右。 且将金属卟啉负载在LDH上能够大大促进催 化剂主体的循环使用次数。
THANK YOU !!!
根据TGA分析结果，作者得出假象模型：金属卟啉在LDH-N表层的上下两部分，但 是在LDH-TEA的中间夹层中也会有金属卟啉
从催化实验结果可以得到： FePor-LDH-TEA的催化环己烷产醇的效率较高，而 且选择性也比较好，且可以多次使用。
经过长时间的催化实验得：反应60min时产物的产率较高，而且此时催化剂的选 择性最好。
研究人员在光催化剂1g/L；甲基橙染料4*10-5mol；pH=6的条件下进行实验，可以很明显 的得出有ZnSn-3-600℃/UV能够很好降解甲基橙染料，而其他条件几乎没有反应。
不同剂量催化剂催化性能的实验表明：当催化剂量为1g/L的情况下，达到最大的催化性能， 而当催化剂量进一步加大，会使得整个悬浮液体系变得更加浑浊，不利于光的渗透，从
典型的LDHs有：镁铝 碳酸根型水滑石，铜 铁铝类等
水滑石结构特点：
主层插 体间层 层客组 板体装 的阴体 化离的 学子粒 组种径 成类尺 可和寸 调数和 变量分
可布 调可 变调
控
酸碱可调性 热稳定性 记忆效应
催化
离子交换 吸附 功能材料
LDHs在光催化中的应用
光催化净化：光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化 污染物。
K.A.D.F. Castro et al. Applied Catalysis A: General 386 2010 51–59
从左图中可以看出两个基质衍射峰大致在8.10A到8.45A之间，由于峰位移不是很大所 以不能确定插入反应是否能够成功。但是由右图看出峰位移在12.45A的位置，而该峰 的出现表明FePor成功插入到层状结构中。
Hale Waihona Puke LDHs在烃类氧化中的应用
金属卟啉对一些氧化反应具有很高的催化效率以及良好的选择性受到了学术 界的广泛关注；但是它在催化体系中难以回收，循环使用的能力很差。因此人们 一直在寻找一种能够固载金属卟啉的载体。层状复合氢氧化物（LDHs）具有良好 的层状结构，因此本文作者以Mg–Al LDH为基质合成了FePor-LDH-X (where X = N or TEA)催化剂，研究了其对环己烷的催化性能。
LDHs催化剂制备
Seftel 等人采用共沉淀法以不同Zn/Al/Sn 比 的 ZnAl-LDHs 为前体在不同的 煅烧温度下制备了一 系列纳米级别的ZnO/SnO2 复合氧化物光催化剂，发 现较高的 Zn/Al/Sn 导致更多 ZnO 的形成，具有很好的催化活性。
E.M. Seftel et al. Applied Catalysis B: Environmental 84 2011 699–705
ZnO/SnO2—LDHs催化机理
光照条件下，水分解或者空穴氧化得到的 HO.自由基具有强的氧化性，使得水中的 染料或者有机污染物降解，矿化。
SnO2的导带比ZnO的导带能低，因此 光生电子会迁移到SnO2这部分，空穴 会被ZnO纳米颗粒捕获，这促进了电 子与空穴的分离，大大的促进了光催 化效率。
半导体金属粒子吸收光子能量之后， 电子从价带上跃迁到导带，而在价带 上留下电子空穴。空穴会与其表面的 H2O或者HO-反应生成HO.自由基，自 由基氧化污染物使之矿化。
电子与空穴的充分分离能够大大提高光催化的活性
S. Malato et al. Catalysis Today 2009 147 1–59