光解水催化剂[优质ppt]
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隙宽度，从而增大响应波长，使其在可见光区发生激发
途径
燃料 光敏 化
在可见光下，光活性物质吸附于光催化剂表面有较大的激发因子， 利用这个特性，只要活性物质激发态电势比半导体导带电势更负， 就有可能将光生电子输送到半导体材料的导带上，从而扩大激发波 长范围，增加光催化反应的效率
外场 耦合
通过热场、电场、微波场、超声波场等外场与光场的耦合效应，可 以提高光催化剂的活性。热场通过提高反应体系温度增大反应速率
PART 2
光解水制氢的催化材料
催化材料
TiO2
联吡啶金属配合物
良好的化学稳定性，抗磨损性， 低成本和无毒 晶粒尺寸大，比表面积小以及 低分散性等缺点，仅能吸收占 太阳光总能3%~5%的紫外线
这类催化剂表现出较强的可见 光吸收，氧化还原可逆，氧化 态稳定性高，是性能优越的光 敏化染料
金属氧化物、硫化物和氮氧化物
提高光催化剂性能的途径
金属负 载
光照产生的电子和空穴分别定域在贵金属和半导体光催化剂 上并发生分离，抑制了电子和空穴的再复合，从而大大提高 了光催化剂的活性和选择性。
途径
Leabharlann Baidu复合半 导体
表面螯 合及衍 生作用
复合具有Co不re同In能fo带结构的半导体，利用窄带隙的半导体敏化 宽T带o fu隙lly r的eali半ze th导e p体oten，tial可of a以提高宽带隙半导体的催化活性
cloud-based architecture for applications and network functions, the underlying network connectivity
螯合剂与光催化剂表面的部分金属离子发生螯合作用或生成 衍生物，可以提高界面电子转移的速率，同时，螯合剂通过 表面共价结合形成光催化体系，使得光催化剂的能带位置发 生改变，增强对可见光区域的吸收，提高光催化剂的催化活 性
廉价易得，效率高，对可 见光有良好吸收和响应
无机层状化合物
光生物催化反应体系
PART 3
提高光催化剂性能的途径
主要问题
能量转化效 率低
可见光利用 率低
易发生逆反 应
催化剂易发 生光腐蚀
提高光催化剂性能的途径
离子 掺杂
掺杂过渡金属离子，使晶体结构发生畸变，产生离子缺陷，成为载流 子的捕获阱，延长其寿命，提高了光生电子-空穴对的分离效果，同 时，过渡金属离子在半导体光催化剂能带中形成杂质能级，缩小了带
THANKS!
光解水催化剂
目录
01 光解水制氢的方法及原理 02 光解水制氢的催化材料 03 提高光催化剂性能的途径
PART 1
光解水制氢的方法及原理
方法及原理
光电化学法
均相光助络合法
半导体光催化法
半导体光催化法
光电化学法通过光阳极吸收太阳能将光能转化为电能。光阳极通常采用半导体材 料，受光激发产生电子-空穴对，阳极和阴极组成光化学电池，在电解质存在下 光阳极吸光后在半导体上产生电子，通过外电路流向阴极，水中的质子从阴极上 接受电子产生氢气。
途径
燃料 光敏 化
在可见光下，光活性物质吸附于光催化剂表面有较大的激发因子， 利用这个特性，只要活性物质激发态电势比半导体导带电势更负， 就有可能将光生电子输送到半导体材料的导带上，从而扩大激发波 长范围，增加光催化反应的效率
外场 耦合
通过热场、电场、微波场、超声波场等外场与光场的耦合效应，可 以提高光催化剂的活性。热场通过提高反应体系温度增大反应速率
PART 2
光解水制氢的催化材料
催化材料
TiO2
联吡啶金属配合物
良好的化学稳定性，抗磨损性， 低成本和无毒 晶粒尺寸大，比表面积小以及 低分散性等缺点，仅能吸收占 太阳光总能3%~5%的紫外线
这类催化剂表现出较强的可见 光吸收，氧化还原可逆，氧化 态稳定性高，是性能优越的光 敏化染料
金属氧化物、硫化物和氮氧化物
提高光催化剂性能的途径
金属负 载
光照产生的电子和空穴分别定域在贵金属和半导体光催化剂 上并发生分离，抑制了电子和空穴的再复合，从而大大提高 了光催化剂的活性和选择性。
途径
Leabharlann Baidu复合半 导体
表面螯 合及衍 生作用
复合具有Co不re同In能fo带结构的半导体，利用窄带隙的半导体敏化 宽T带o fu隙lly r的eali半ze th导e p体oten，tial可of a以提高宽带隙半导体的催化活性
cloud-based architecture for applications and network functions, the underlying network connectivity
螯合剂与光催化剂表面的部分金属离子发生螯合作用或生成 衍生物，可以提高界面电子转移的速率，同时，螯合剂通过 表面共价结合形成光催化体系，使得光催化剂的能带位置发 生改变，增强对可见光区域的吸收，提高光催化剂的催化活 性
廉价易得，效率高，对可 见光有良好吸收和响应
无机层状化合物
光生物催化反应体系
PART 3
提高光催化剂性能的途径
主要问题
能量转化效 率低
可见光利用 率低
易发生逆反 应
催化剂易发 生光腐蚀
提高光催化剂性能的途径
离子 掺杂
掺杂过渡金属离子，使晶体结构发生畸变，产生离子缺陷，成为载流 子的捕获阱，延长其寿命，提高了光生电子-空穴对的分离效果，同 时，过渡金属离子在半导体光催化剂能带中形成杂质能级，缩小了带
THANKS!
光解水催化剂
目录
01 光解水制氢的方法及原理 02 光解水制氢的催化材料 03 提高光催化剂性能的途径
PART 1
光解水制氢的方法及原理
方法及原理
光电化学法
均相光助络合法
半导体光催化法
半导体光催化法
光电化学法通过光阳极吸收太阳能将光能转化为电能。光阳极通常采用半导体材 料，受光激发产生电子-空穴对，阳极和阴极组成光化学电池，在电解质存在下 光阳极吸光后在半导体上产生电子，通过外电路流向阴极，水中的质子从阴极上 接受电子产生氢气。