求问光催化分解水的基本概念
楼主小白,现在转向光催化。
Q1:请问一个合格的光催化半导体,是需要导带和价带边缘完全包含水的制氢制氧的电压范围吗?是禁带越宽越好么?还是需要匹配在某个范围?
Q2:如果是两种半导体协同作用光催化,对于二者能带有什么要求么?
新手,如果问题比较幼稚,还请海涵哈! 返回小木虫查看更多
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Q1:请问一个合格的光催化半导体,是需要导带和价带边缘完全包含水的制氢制氧的电压范围吗?是禁带越宽越好么?还是需要匹配在某个范围?
Q2:如果是两种半导体协同作用光催化,对于二者能带有什么要求么?
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有大神来帮帮新人吗?
首先跟你说下半导体光催化的原理吧。半导体材料具有价带和导带。在合适波长的光照射半导体体系时,光子会激发价带上的电子使之跃迁到导带上,从而形成光生电子空穴对。形成的电子空穴会迁移到反应界面,分别参与还原反应和氧化反应。在分解水的体系中,还原反应即对应着氢气的产生。氧化反应即对应着氧气的产生。
从热力学上看,分解水不是自发进行的反应,需要外界输入能量。根据热力学上的计算,要分解水所需要的能量为1.23V。因此作为半导体,其禁带宽度必须大于1.23eV,即需要至少吸收1.23eV的光能才能为分解水提供足够的能量。但禁带宽度又不宜过大,因为过大的禁带宽度会使半导体催化剂对光的吸收减弱,从而降低催化剂效率,
那么请问下,两种半导体协同发生光催化反应,需要这两种半导体有什么能带结构呢?比如Z-scheme这种?
清晰到位