一、光催化
（1）简介
一般说来，催化分为均相催化、多相催化和酶催化，而光催化是多相催化的一个分支。光催化是利用光能进行物质转化的一种方式，是物质在光和催化剂共同作用下所进行的化学反应。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。
光催化材料除金属氧化物、金属硫化物、Bi 基光催化剂、Ag基光催化剂、g-C3N4、元素半导体光催化剂外，还有像金属有机框架材料 (MOFs)、共轭微孔聚合物 (CMPs)、共价有机框架材料 (COFs) 在光催化领域也有所运用。Cheng Wang 等合成各种金属离子掺杂 MOFs 材料，可用于 H2O 分解、CO2 还原和有机转化1。Zijian Wang 等合成一种含有共轭微孔聚合物 (CMP) 的二苯并噻吩二氧化物，能在可见光下将水分解为 H2 2。Pi-Feng Wei 等构建了一系列超稳定的苯并恶唑基共价有机框架材料作为无金属光催化剂，可在可见光下将芳基硼酸氧化为酚3。
（2）机理
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，其能带是由未充满电子的高能导带（Conduction Band，CB）和充满电子的低能价带（Valence band，VB）组成，在导带和价带之间存在禁带（Forbidden Band），导带和价带间禁带的大小称为禁带宽度（Band Gap），一般用 Eg 表示。在光照条件下，半导体光催化材料低能价带上的电子吸收光子能量跃迁至高能导带，并相应地在原来的价带处留下光生空穴，所产生的光生电子与空穴分别具有还原性和氧化性，它们迁移至半导体光催化材料的表面与反应物发生氧化还原反应。半导体光催化反应根据反应物的不同可以分为光催化水分解反应、光催化二氧化碳还原反应、光催化固氮反应、光催化降解有机物反应和光催化有机物合成反应等，其本质都是光催化氧化还原反应。与光催化降解有机物相比，光催化水分解反应、光催化二氧化碳还原反应和光催化固氮反应所需的氧化还原电势更大（图 1.4）。
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。
光催化研究方向有很多，比如水污染治理，绿色环保、无二次污染；水分解，利用光催化将水分解为 H2 和 O2，用氢能源取代化石能源，生态环保、成本低，但目前产氢效率较低；CO2还原，利用光催化技术，将 CO2还原为甲烷、甲醇、甲酸等有机化合物；空气净化；抗菌；有机合成等等。
二、金属-有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks）
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
