半導體光催化基礎第三章光催化原理(已修改)
2025-10-25 12:16 本頁面
【正文】 光催化原理 ? 多相光催化研究始于 1972年，藤島昭和本多健一在 n型半導體 TiO2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用。 ? 一、 光催化反應與光催化劑 ? 催化反應： A B ? 反應的驅(qū)動力只是熱能，只限于熱力學上可進行的反應。 ? 光催化反應： A B ? 光能（ ）被直接用于實現(xiàn)化學反應的基元作用。 ? 克服反應勢壘所需的能量： ? 1）反應粒子（分子、離子）的激發(fā)過程中提供； ? ?? K? ?? ?haAB KRTRTG aa lnln ][ ][ ??????h? 2）采用作為反應體系一部分的整個物相（例如半導體）的電子激發(fā)的形式提供。 ? 例： ? CH4 + Cl2 CH3Cl(CH2Cl2,CHCl3,CCl4) ＋ HCl。 ? 光化學反應通常是“量子”或“閥”反應。意即光能是被單獨的量子吸收的，量子能量應超過表征反應勢壘的某一特征值（閥值）。光化學中已確定二個規(guī)則： ? 第一規(guī)則：（ GrottusDraper規(guī)則， 1818），只有被物質(zhì)吸收的光才能有效地引發(fā)物質(zhì)的光化學變化； ? ?? ?h?第二規(guī)則：量子活化規(guī)則（ Stark,1908。Einstein,1912）在光化學反應初期過程中活化一個分子吸收的光，稱為 1光量子。因此，這時的量子收率總和必須等于 1。 ?光催化反應： A B ?上式表明，光催化反應仍是僅有光（）或僅用具有催化功能的 K都不能使其進行，只有在光和催化劑同時存在時才能進行的反應。
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