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标题:【求助】为什么有些半导体有光催化性能，而有些没有？

66小飞侠[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:50 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大

【求助】为什么有些半导体有光催化性能，而有些没有？

提到光催化，一般人都想到氧化钛，氧化锌等，但是有一些半导体比如说四氧化三钴等，他们的带隙只有一点多，为什么在紫外光源下光催化甲基橙的时候都没有效果呢？
到底是什么导致的材料具有光催化性能？对于一种材料怎么才能判断其是否具有光催化性能呢？
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nn255[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:54 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
能带位置需要满足光催化的要求，这是必然，因为这是从能量上讲或者说从氧化还原能力上讲所必须要满足的首要条件。
其次，光催化实际发生作用的，并不是光生电子和空穴，而是由光生电子和空穴跟周围环境作用（比如水）产生的过氧根离子、羟基自由基等。是这些具有强氧化或者还原能力的基团在催化着反应。
那么，光催化是否能够发生，就需要考虑你的能带位置、光生载流子的寿命、周围环境、活性基团的寿命等等。
而有些半导体，虽然能带很窄，但它是间接带隙半导体。常用的光催化剂多是直接带隙半导体。
具体内容，楼主可以找相关光催化书籍了解了解，自然明了。
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66小飞侠[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:54 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大


QUOTE:
原帖由 nn255 于 2015-12-17 10:54 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')
能带位置需要满足光催化的要求，这是必然，因为这是从能量上讲或者说从氧化还原能力上讲所必须要满足的首要条件。
其次，光催化实际发生作用的，并不是光生电子和空穴，而是由光生电子和空穴跟周围环境作用（比如水）产生的过氧根 ...

你好，我现在看得是《光催化及光电催化基础与应用》(刘守新编著)，有邮箱吗？给你传过去，不过要求邮箱的附件容量要大的，文件有30多M的，呵呵
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发表于 2015-12-17 10:54 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
你可以从 band structure的角度考虑下 它们的能带的位置 不能只从禁带宽度来考虑 催化性 比如说 氧化钨 band gap 2.8eV大于水的1.3eV 左右 但光解水时几乎不催化产生氢气 就是由于其 conduction band 位置 比氢的要低
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taoshengyijiu[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:55 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
半导体催化性能归根结底是电势的高低，bandgap只代表是否能激发，至于激发出来的空穴的电势即价带顶是多少必须查文献或者自己测试，达不到降解有机污染物所需电势自然而然降解不了。制氢需要考虑，降解也一样~~~
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发表于 2015-12-17 10:56 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
提到光催化，一般人都想到氧化钛，氧化锌等，但是有一些半导体比如说四氧化三钴等，他们的带隙只有一点多，为什么在紫外光源下光催化甲基橙的时候都没有效果呢？
到底是什么导致的材料具有光催化性能？对于一种 ...

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楼主你好！我最近也在关注你说的这方面的问题。我现在正在看的一本光催化的书是《光催化及光催化基础与应用》，不知道楼主有没有找到更好的书。推荐一下。谢谢！
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ero11[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:57 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
热力学容许光催化氧化还原反应能够发生的要求是：受体电势比半导体导带电势要低，供体电势比半导体价带电势要高。
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66小飞侠[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:58 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
能带位置需要满足光催化的要求，这是必然，因为这是从能量上讲或者说从氧化还原能力上讲所必须要满足的首要条件。
其次，光催化实际发生作用的，并不是光生电子和空穴，而是由光生电子和空穴跟周围环境作用（比如 ...

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你好，我想问一下，这里提到的能带位置指的是与染料分子的氧化还原电位匹配还是与水的氧化还原电位匹配，因为光催化的反应一般都在水溶液中进行，主要来源于羟基自由基的反应，而羟基自由基的来源则是水，所以我想知道这里表述的能带位置应该是相对于哪种物质的？
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txwuyan[使用道具]
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 小中大
能带位置需要满足光催化的要求，这是必然，因为这是从能量上讲或者说从氧化还原能力上讲所必须要满足的首要条件。
其次，光催化实际发生作用的，并不是光生电子和空穴，而是由光生电子和空穴跟周围环境作用（比如 ...

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谢谢。写得很好。请教个问题，为什么常用光催化剂多是直接带隙半导体？有什么说法？
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lorri[使用道具]
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发表于 2015-12-17 10:59 资料 个人空间 短消息  加为好友 

 小中大
你好，我想问一下，这里提到的能带位置指的是与染料分子的氧化还原电位匹配还是与水的氧化还原电位匹配，因为光催化的反应一般都在水溶液中进行，主要来源于羟基自由基的反应，而羟基自由基的来源则是水，所以 ...

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你好。我理解的是与反应物的氧化还原电位匹配。
但中间涉及到电子空穴与周围环境作用生成一些活性基团，我认为在这个过程中应该也是存在能量损失的。
具体再往下就太深入了，呵呵，很抱歉，其实我是做材料的。业余搞过几天光催化。
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