光催化剂水解制氢的研究
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与性能之间的关系，探索新型低成本高产氢率的 光催化剂
四、发展方向
探索具有高吸光率和宽吸光带的小尺寸、颗粒状 光催化材料；
探索太阳能供电光催化电解水制氢相关技术； 新型光催化方法与技术研究； 探索新型低成本光催化分解水催化剂
三、存在问题及解决途径
对光能（尤其是可见光）的利用率不高 研制、设计、开发高效的光响应光催化剂，且必
须满足禁带较窄、能有效利用可见光资源。 光生载流子分离效率较低 使用新的、更为有效的方法阻止电子和空穴的分
离，从而提高光催化反应效率 产氢效率低、催化剂生产成本高、反应条件比较
苛刻 深入研究光催化分解水机理，揭示光催化剂结构
半导体
参与光催化反应
光照
激发态光生空Leabharlann Baidu和电子
发生复合产生能量
图2.半导体光催化原理示意图
• 光催化分解水的反应是将光能转化为化学能，当 光能大于半导体光催化剂禁带宽度时，价带吸收 光能将电子激发到导带，导带中产生光生电子， 价带中产生空穴，电子还原水产生氢气,空穴氧化 水产生氧气
2hv 2hole+ + H2O
光催化剂水解制氢的研究
姓名：张哲
一.引言
• 1.什么是光催化剂？ • 2.研究意义 • 3.研究背景 • 4.研究现状
二.光催化的机理
图1.导体、半导体、绝缘体能带结构
• 在半导体被光照激发时，激发光的波长由半导体 本身的性质决定。半导体的禁带宽度与光吸收阀 值的关系可表示为:入(nm)=1240/Eg(eV）。
2H++2e-
2e-+ 2hole+
1/2O2 + 2H+ H2
光催化水解制氢主要过程：
吸收光子
半导体
光生电子-空穴对
+H2O
在催化
电荷分离-光致电子和空穴移动
剂表面
发生化
学反应
H2和O2
图3.光催化水解制氢原理
• 影响光催化剂活性的主要因素: 能带结构 晶格缺陷 催化剂粒径 比表面积 光照强度
四、发展方向
探索具有高吸光率和宽吸光带的小尺寸、颗粒状 光催化材料；
探索太阳能供电光催化电解水制氢相关技术； 新型光催化方法与技术研究； 探索新型低成本光催化分解水催化剂
三、存在问题及解决途径
对光能（尤其是可见光）的利用率不高 研制、设计、开发高效的光响应光催化剂，且必
须满足禁带较窄、能有效利用可见光资源。 光生载流子分离效率较低 使用新的、更为有效的方法阻止电子和空穴的分
离，从而提高光催化反应效率 产氢效率低、催化剂生产成本高、反应条件比较
苛刻 深入研究光催化分解水机理，揭示光催化剂结构
半导体
参与光催化反应
光照
激发态光生空Leabharlann Baidu和电子
发生复合产生能量
图2.半导体光催化原理示意图
• 光催化分解水的反应是将光能转化为化学能，当 光能大于半导体光催化剂禁带宽度时，价带吸收 光能将电子激发到导带，导带中产生光生电子， 价带中产生空穴，电子还原水产生氢气,空穴氧化 水产生氧气
2hv 2hole+ + H2O
光催化剂水解制氢的研究
姓名：张哲
一.引言
• 1.什么是光催化剂？ • 2.研究意义 • 3.研究背景 • 4.研究现状
二.光催化的机理
图1.导体、半导体、绝缘体能带结构
• 在半导体被光照激发时，激发光的波长由半导体 本身的性质决定。半导体的禁带宽度与光吸收阀 值的关系可表示为:入(nm)=1240/Eg(eV）。
2H++2e-
2e-+ 2hole+
1/2O2 + 2H+ H2
光催化水解制氢主要过程：
吸收光子
半导体
光生电子-空穴对
+H2O
在催化
电荷分离-光致电子和空穴移动
剂表面
发生化
学反应
H2和O2
图3.光催化水解制氢原理
• 影响光催化剂活性的主要因素: 能带结构 晶格缺陷 催化剂粒径 比表面积 光照强度