光催化的一点总结.pptxVIP

催化的一点总结;;@这里开始讲光催化;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;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

阴离子S的掺杂

无论是沉积还是掺杂，在催化活性上都表现出的是增强的效果;像典型的TiO2/CdS异质结构，CdS的导带电子注射到TiO2的导带中，促进CdS电子-空穴的分离，因此即使在可见光照射下，催化性能也会很好。;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;;近些年大家研究的催化材料;文章属于金属氧化物半导体与贵金属Au复合的一种，主要讨论Cu2O厚度的变化对催化性能的影响。运用的飞秒技术测量电子-空穴分离时间;;;这篇文章讲的是通过对半导体材料形貌的控制，使其光催化范围达到可见光区;;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;这篇文章讲的是通过P型的Cu2O与N型的ZnO复合，形成P-N结构，同样使催化范围延伸到了可见光区域。亮点是通过XPS谱，计算得到了材料催化性能的依据;;根据上面降解MB得到的数据说明，根据图C红色曲线得到Cu2O@TiO2效果最好;这篇文章是在棒状ZnO上复合Cu2O??粒来提高催化效果通过表面光伏法(SPV)，SPV法研究Cu2O与ZnO界面间光激电子的转移，测量材料表面的瞬态电压的变化来表征电子-空穴的分离效果，做的对比试验是在不同PH值下，生长得到这些ZnO@Cu2O结构;;;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;这篇文章讲的是颗粒Cu2O与二维的h-BN复合，这里h-BN类似与GO的作用，表面具有导电性且具有丰富的基团来固定催化剂，也能吸附待降解的有机染料。H-BN的应用确保了Cu2O具有良好的分散性，更促进了Cu2O与有机染料的接触与反应，从而提高催化活性;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;这篇文章的亮点是细致分析了材料催化降解有机染料后的消光光谱；图a表现出了动态的吸收峰，染料p-硝基苯酚的峰值（400nm处）逐渐减小，得到的产物p-氨基酚的峰值（300nm处）在增加；从b图可以直观得到Cu2O@h-BN这种材料具有非常好的催化效果。;@这里开始讲气体传感;N型和P型两种材料，前者在吸附氧后会产生电子耗尽层，后者吸附氧后会产生空穴聚集层。

两种材料各自存在的缺陷：对于N型材料，存在的缺陷主要是对于气体的选择性效果差；对于P型材料，响应灵敏度低

所以传感材料面临的主要问题是：

1.传感性能和气体选择性

2.围绕材料的高损耗、较高温度的操作环境等问题也是要解决的重点

解决这些问题，大家采取的措施是：

1.材料结构与形貌的调控

2.电子敏华（导电阳离子的掺杂）

3.化学敏化（负载贵金属）

4.不同类型材料的复合（例如p-n结）

;具体就是敏感膜的厚度、晶粒尺寸、多孔性、活性比表面积、晶面、团聚情况、表面几何参数、传感器的几何参数、表面无序度、膜的织构、晶粒网络和颈部尺寸，外加很重要的就是掺杂剂。;（1）调节形貌（2）掺杂添加剂达到电子敏化的效果（3）负载贵金属或与气体材料复合;@掺杂影响;发现掺杂后在这些挥发性有机气体中，Cr-NiO对甲苯和二甲苯具有选择性【因为Cr对甲基团具有催化氧化作用，致NiO的空穴浓度减少】所以合理的化学敏化掺杂不仅能提高p