光催化的一点总结教程.pptx

催化的一点总结;1.有关光催化 2.有关气体传感【二者的相同点是都运用到了半导体的能带理论】;光催化方面存在的问题主要有： A.延缓电子-空穴的复合 B.将利用光谱范围从紫外区域扩展到可见光区。 C.催化剂的回收;光催化机理:光激发电子-空穴对的分离，我们要做的是延缓电子-空穴对的分离;光催化性能的提高本质因素：导体带隙的电子势能，具体就是导带的电势要比O2/O2-的氧化还原电势更负，价带的电势要比·OH/OH-的氧化还原电势更正。例如 Bi2WO6价带中空穴的氧化电势+1.59V·OH/OH-的氧化还原电势+1.99V→Bi2WO6产生的空穴不会与OH-/H2O反应产生·OH； SnO2导带底中还原电势-0.11VO2/?O2-的氧化还原电势-0.33V→光激电子在热力学上不会与O2反应产生O2-。;增强TiO2催化性能的措施：通过金属沉积、离子掺杂、与其他材料进行复合→这些方法的共同目的是延缓电子-空穴的复合、延伸材料的吸光到可见光区域 1.贵金属沉积：贵金属的能带低于半导体的导带，因此光激发电子可以被表面贵金属捕捉，达到电子-空穴分离的效果，也能使TiO2的感光区域扩展到可见光区 2.离子掺杂：阴离子有N,S,C，阳离子Cr,Fe,Mn,Co,Ni等，这些掺杂可以实现可见光区域的催化，这是因为掺杂离子会形成杂质能级，从而使TiO2的禁带变窄，那么材料就可以应用到可见光区。;贵金属沉积，NaBH4的作用是还原Ag前驱物。a，b是不同的活性菌细胞;3.TiO2与其他半导体的复合：TiO2的带隙较宽，当其与一个小带隙的半导体（带有更负的导带能级）复合，那么在可见光区域，小带隙的半导体导带上的电子跳跃到宽带隙半导体的导带上，这种复合的结果是，a会促进小带隙半导体的电荷分离，b同时响应光谱也会扩展。;增强非TiO2催化性能的措施（因为我在做这一方面，这是我比较关注的）： 金属氧化物：ZnO在中性PH值下，具有最大的抗菌活性，因为无论是在酸性还是碱性下，ZnO要么会被酸腐蚀，要么会被碱钝化。ZnO的缺陷同TiO2一样，只局限在紫外光区域，用Cu2+修饰ZnO后，就能达到可见光区域。ZnO的价带中的空穴就具有高的氧化性，用来氧化分解细菌的细胞膜;硫化物：优点→CdS在可见光区域具有催化活性，缺点→经过多次光腐蚀后，会导致Cd2+的泄露，重金属离子有毒。因此目前的研究是拿他与无毒性的半导体进行耦合，添加一层保护剂来增加其光稳定性，避免Cd2+的泄露。 铋金属酸盐：像BiVO4, Bi2WO6, Bi2MoO6 and CaBi2O4等 基于石墨烯的催化剂：因石墨烯具有独特的物理和化学性能，如TiO2纳米颗粒镶嵌在石墨烯片上，具有利用可见光的能力。GO也可以作为保护层来延缓材料的光腐蚀，也可以防止有毒的离子释放到有机体中，像GO/CdS这种材料就具有这种效果。（GO的应用我以后会涉及到，会与我的材料进行复合） 碳氮催化剂：例如C3N4，这种没有金属参与的新一代催化剂，在产氢领域已经得到研究，在光催化领域涉及的还很少。;近些年大家研究的催化材料;2011/07;上面是4个壁厚不同的Cu2O，A-D壁厚依次增加，这里的催化实验进行横向比较，比较不同厚度的Cu2O的催化效果。;通过这两个吸收光谱，我想表达的意思是，通过与贵金属复合后，材料应用的光区域扩展了;2013/11;这幅图呈现了不同的形貌，以蓝色的八面体Cu2O，进行加碱刻蚀后，会形成表面粗糙或空心的结构，这个蓝色系列的催化活性高，因为暴露的活性面较多;降解刚果红各自需要70,120,180,50,210min，对于八面体、截角八面体、立方体、空心八面体和球形Cu2O。结果证明了空心八面体具有最好的催化效果;2014/11;Cu2O@TiO2复合材料，这里对Cu2O的形貌进行了调控，不同的形貌在与TiO2复合，形貌改变+复合新的材料使Cu2O@TiO2具有更好的催化效果;运用光致发光谱来探究材料的电子-空穴的分离效果，发现八面体的Cu2O@TiO2分离效果最好;2013/5;ZnO@Cu2O结构，在不同PH值下沉积Cu2O的性能不同，PH=11时电子-空穴分离效率最好，催化降解甲基紫精效果最好;通过这幅图可以看出单独的ZnO纳米棒吸收峰在360nm处，复合Cu2O后，吸光区延伸到可见光区，达到利用可见光的目的;(a)图中ZnO@Cu2O材料在PH=11时，SPV的频率在88Hz时，能达到最大值，说明该复合材料拥有较大的SPV值；(b)中Cu2O/ZnO纳米棒阵列的SPV值与光强度成正比，所以该材料具有较大的SPV值，利用光的效率高 ;2014/07;Cu2O颗粒均匀的分布在h-BN上，就确保了具有更多的催化活性位点，再结合h-BN的独特性质，使催化效果更好;这篇文章的