光催化剂水解制氢的研究.ppt

光催化剂水解制氢的研究 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 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）。 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 光催化水解制氢主要过程： 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 * * 姓名：张哲 图1.导体、半导体、绝缘体能带结构 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 2hv 2e-+ 2hole+ 2hole+ + H2O 1/2O2 + 2H+ 2H++2e- H2 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