光催化剂水解制氢的研究

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）。半导体光照激发态光生空穴和电子参与光催化反应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2hv2e-+2hole+2hole++H2O1/2O2+2H+2H++2e-H2光催化水解制氢主要过程：半导体吸收光子光生电子-空穴对电荷分离-光致电子和空穴移动+H2O在催化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