19光催化分解水制氢新进展论述.pdf

维普资讯 第 ??卷 第 ?期? 分? 子? 催? 化? ???．??．??．?? ????年 ??月? ?????????????????????????????????????? ???．? ?????? 文章编号 ：?????????????????????????? 光催 化 分 解水 制氢 研 究新 进 展? 李秋叶? ，吕功煊 ’? ??．中国科学 院兰州化学物理研究所 羰基合成与选择氧化 国家重点实验室 ，甘肃 兰州 ??????；?．中国科学院研究生院 ，北京 ???????? 关 键 词 ：光催化 ；制氢 ；染料敏化 ；固溶??? 中图分 类号 ：????．??? 文献标识码 ：?? 众所周知化石燃料储量有限 ，而经济的高速发? 使水完全分解 ，就要求半导体的导带电位比氢电极? 展带来的能源的快速消耗最终会使这些有限的资源? 电位 ???／??稍负???????????????????，而价带电位? 消耗殆尽．人们期望通过提高替代能源 ，包括生物? 则应 比氧电极 电位 ??’／?，?稍正 ??．????????????? 质能、风能和太阳能在内的可再生能源在整个能源? ?如图 ?所示 ?．理论上半导体禁带宽度应该大于? 结构 中的比例 ，缓解这种危机和压力．实际上 ，只? ?．?????就 能进行 光解水 ，对应 的光波长 大约为? 要我们能够利用辐射到地球表面上太阳能的一小部? ????????，在近红外区，似乎可以利用太阳光谱 中? 分 ，就可 以满足我们 目前的能源消耗．? 的全部光能光催化分解水．但是 ，由于在光催化剂? 用太阳能从水中制氢是最吸引人的一条太阳能? 和水分子之间存在液界电势 ，所 以电子在转移的过? 利用 与储存 路线．我们 的地球 ?／?的区域被水覆? 程中存在一定的势垒；在分解水 的同时也存在着氧? 盖 ，其 中蕴藏着 丰富的氢源．氢能 以其清洁、无污? 气和氢气化合为水的逆反应 ，所 以这就要求半导体? 染 、热值高且贮存和运输方便而被视为最理想的替? 的禁 带 宽 度 更 大 一 些，最 合 适 的 禁 带 宽 度 为? 代能源，同时氢气又是 现代化 学工业最基础 的原? ?．????．光生 电 子．空穴 的 分 离过 程 与 复 合 过 程 是? 料．????年 ?????????和 ?????? 首次报道了可在? 相竞争的 ，如何降低 电子一空 穴对 的复合 几率 呢?? 以????为光阳极的光电化学电池中，用紫外光照射? 由于缺陷位是光生载流子的复合 中心，提高结 晶度? 光阳极使水分解为 ??和 ??，这是具有“里程碑”意? 可以减少缺陷位的密度 ，从而降低光生载流子的复? 义的一个重要发现 ，这预示着人们能利用廉价的太? 合几率，提高光催化的活性．在半导体的表面担载? 阳能通过半导体催化使水分解从而获得清洁的氢燃? 贵金 属 ???，?