微纳马达复合光催化材料的设计及其性能研究文献综述

 2021-10-23 09:10

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文 献 综 述1.1光催化简介随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，环境问题越来越受到人们的重视。

环保成为新兴技术的必要要求。

同时，石油、煤和天然气等能源逐渐枯竭，如今迫切需要对可再生能源进行研究和开发，用新兴技术解决能源和环境问题。

光催化作为一种环保、节能、高效的新兴技术，利用太阳进行能源转化，还可以进行废水和空气中的有害物质的降解，光催化是催化化学、光化学、半导体物理、材料科学、环境科学等多学科交叉的新兴研究领域。

1967 年，硕士一年级的 Fujishima 在 Honda 指导下开始实验，发现在紫外光照射下，TiO2 电极可以将水分解为氢气和氧气，即本多-藤岛效应（Honda-Fujishima Effect）。

1972 年，他们将这一现象发表在 Nature 上（Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode，Nature 1972, 238, 3738），揭开了多相光催化新时代的序幕。

如今，经过几十年的发展，光催化在污染物降解、重金属离子还原、空气净化、CO2 还原、太阳能电池、抗菌、自清洁等方面受到广泛应用，光催化技术越来越受到人们的重视，成为研究领域的热门。

1.2光催化原理由于光催化剂大多是半导体材料，所以一般情况下光催化默认为半导体光催化。

不同于导体或者绝缘体，半导体能带结构不连续，在充满电子的价带和空的导带之间区域称为禁带。

光催化过程可以简化为以下几个步骤：(1)当入射光能量 hv 不小于禁带宽度 Eg 时，价带上电子 e- 吸收光能跃迁至导带，同时价带上产生空穴 h ；(2)产生的 e-、h 在电场或者扩散作用下分别迁移至半导体表面；(3)具有还原能力的 e- 与具有氧化能力的 h 与吸附在半导体表面上的物质发生氧化还原反应，比如污染物降解、水分解制氢气等等。

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