《iO可见光光催化》课件.pptVIP

*****************课程导言引言本课程将探讨可见光光催化领域，重点介绍iO材料及其应用。内容课程内容涵盖iO材料的结构、性质、制备、改性、应用和反应机理等方面。目标通过学习，帮助学生掌握iO光催化的基本原理和应用技术，拓展相关研究领域。可见光光催化概述可见光光催化是一种利用可见光照射半导体光催化材料，激发光生电子和空穴，从而驱动氧化还原反应的技术。与传统的紫外光催化相比，可见光催化具有更高的能量利用率和更广阔的应用前景。iO的结构及特点晶体结构iO通常具有立方萤石结构，在特定条件下也可能呈现其他晶体结构。纳米尺度iO纳米材料具有较大的比表面积，能够提供更多活性位点，有利于光催化反应进行。能带结构iO的能带结构决定了其光催化活性，较窄的带隙使iO能够吸收可见光，从而提高其光催化效率。iO的能带结构iO的能带结构决定了其光催化性能。iO的能带结构是指其电子能级分布，包括价带（VB）、导带（CB）和禁带宽度（Eg）。iO的禁带宽度决定了其对光的吸收范围，只有当光子的能量大于或等于iO的禁带宽度时，才能激发iO中的电子从价带跃迁到导带。iO的能带结构决定了其光生电子和空穴的氧化还原能力，从而影响其光催化效率。iO光生载流子分离机理1光激发iO吸收光能后，价带电子被激发到导带，形成电子-空穴对。2载流子迁移光生电子和空穴在iO内部迁移，并向表面移动。3表面反应电子和空穴分别参与氧化还原反应，促进光催化反应进行。iO光催化反应动力学iO光催化反应动力学研究主要集中在光催化剂的表面反应过程，包括光生载流子分离、迁移和表面反应速率等因素。Langmuir-Hinshelwood模型Eley-Rideal模型吸附在催化剂表面的反应物之间相互反应气相反应物直接与吸附在催化剂表面的反应物发生反应光催化反应动力学模型可用于分析iO光催化反应机理和影响因素，进而优化催化剂性能，提高光催化效率。iO制备方法溶剂热法在高温高压下，利用溶剂作为反应介质，将反应物溶解并进行反应，最终得到iO材料。溶胶-凝胶法将金属盐或醇盐溶解在溶剂中，形成溶胶，然后通过控制条件使溶胶转变为凝胶，最后经过热处理得到iO材料。微波法利用微波辐射加热反应体系，加速反应速率，在较短时间内合成iO材料。光沉积法利用光照射金属盐溶液，使其发生光化学反应，在特定基底上沉积iO材料。溶剂热法合成iO1原料配比精确控制iO前驱体和溶剂的比例。2反应温度在密闭反应釜中，将混合物加热到特定温度。3反应时间控制反应时间，确保iO晶体充分生长。4产物分离反应结束后，冷却并过滤，得到iO晶体。溶剂热法是一种高效的iO合成方法，能够在温和条件下制备出高纯度、高结晶度的iO纳米材料。溶胶-凝胶法制备iO溶胶-凝胶法是一种常用的制备iO纳米材料的方法。该方法以金属醇盐或无机盐为原料，通过水解和缩聚反应生成溶胶，然后经过老化和干燥形成凝胶，最后经过高温煅烧得到iO纳米材料。1原材料金属醇盐或无机盐2水解和缩聚形成溶胶3老化和干燥形成凝胶4高温煅烧得到iO纳米材料溶胶-凝胶法具有以下优点：1.可以控制纳米材料的尺寸和形貌。2.制备过程简单，成本低。3.可以制备不同结构的iO纳米材料，例如纳米线、纳米片等。微波法制备iO微波加热将含有iO前驱体的溶液置于微波反应器中，利用微波辐射加热溶液。快速加热微波辐射能快速均匀地加热反应体系，缩短反应时间。晶体生长微波加热可以促进iO晶体的快速生长，提高产物的结晶度和纯度。高效合成微波法制备iO具有高效、节能、环保的特点，在工业生产中具有广阔的应用前景。光沉积法制备iO前驱体溶液制备将含碘离子或碘化物的溶液作为前驱体，可以是碘化钾、碘化钠等。沉积过程将前驱体溶液置于反应器中，在紫外光或可见光照射下，光催化剂表面发生氧化还原反应，生成iO。沉积时间和温度沉积时间和温度会影响iO的形貌、尺寸和结晶度，需要根据具体实验条件进行优化。后处理沉积完成后，需要对iO进行清洗、干燥和煅烧等后处理，以去除残留的杂质和提高其纯度。iO改性方法金属离子掺杂掺杂金属离子可以改变iO的电子结构，提高光催化效率。例如，掺杂Cu、Fe等金属离子可以提高iO的光吸收能力，促进光生电子和空穴的分离。非金属元素掺杂非金属元素掺杂可以改变iO的表面性质和电子结构，提高其光催化活性和稳定性。例如，掺杂N、S等非金属元素可以改变iO的能带结构，提高其光催化效率。金属离子掺杂iO11.提高光催化活性金属离子掺杂可以改变iO的电子结构，提高其光吸收效率，促进