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依郁_dicp

木虫 (小有名气)

[求助] 关于TiO2光催化【有效期至2008年10月31日】

作为光催化剂的典型,TiO2被光照激发电子后,电子是如何从体相往表面进行迁移的?迁移的驱动力是什么?

BB不多,欢迎大家讨论。

[ Last edited by 依郁_dicp on 2008-10-21 at 18:38 ]
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semi-white

铁杆木虫 (著名写手)

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★ ★ ★
依郁_dicp(金币+3,VIP+0):Thanks,载流子的迁移依靠的是自扩散运动吗?
光照射在TiO2表面,在靠近表面的体相产生 h+/e-激子对;载流子迁移过程不可避免的会发生部分复合~
2楼2008-10-21 23:29:56
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依郁_dicp

木虫 (小有名气)

一般来说,光激发之后,电子由氧原子往钛原子方向上转,那之后又如何往表面迁移呢?通过O-Ti-O链吗?
3楼2008-10-22 08:24:35
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yusen_1982

荣誉版主 (职业作家)

小木虫最高学位委员会主席


依郁_dicp(金币+1):Thanks,吸收光后,电子由氧向钛偏移,形成类似O-和Ti3+,我们认为是空穴和e-吧
目前对于TiO2表面的光致超亲水性的研究认为,TiO2是一种n型半导体,锐钛矿对应的禁带宽度为3.2ev,截至波长约为380nm,它在波长短于380nm的紫外线照射下,TiO2价带电子被激发到导带,电子和空穴向表面迁移,电子与Ti4+ 反应,空穴则与表面的氧离子反应,分别形成Ti3+和氧空位
路漫漫其修远兮吾将上下而求索
4楼2008-10-22 11:36:53
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cuiguanwei

金虫 (正式写手)

院士

------


依郁_dicp(金币+1):Thanks,谢谢参与讨论!
跃迁当然是受光激发,迁移就是扩散了,微观粒子都有这一特性。别用宏观的概念去想电子-空穴的迁移。
如果没有激情,生命将会变得苍白!
5楼2008-10-22 11:37:13
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semi-white

铁杆木虫 (著名写手)

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★ ★
依郁_dicp(金币+2):Thanks,不知道TiO2表面有Pt等助催化剂的时候,你认为也是自由扩散为主吗?
4楼说的比较具体~不过从光催化的角度,h+/e-激子对的行为也许不像你所说的这样分别是和Ti4+以及表面O2-反应,而是直接诱导催化反应了;我的个人观点是,如果仅从催化角度看TiO2,载流子迁移主要以自由扩散为主,如果是TiO2光电池等体系,由于存在电流回路,载流子迁移会表现出一定的定向行为
6楼2008-10-22 22:14:23
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wangmeng5938

木虫 (正式写手)

★ ★
依郁_dicp(金币+2,VIP+0):Thanks,谢谢参与讨论。
二氧化钛是一种N型半导体材料,锐钛矿相TiO2的禁带宽度Eg =3.2eV,由半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系式:λg (nm)=1240/E(eV)                             
可知:当波长为387nm的入射光照射到TiO2上时,价带中的电子就会发生跃迁,形成电子-空穴对,光生电子具有较强的还原性,光生空穴具有较强的氧化性。在半导体悬浮水溶液中,半导体材料的费米能级会倾斜而在界面上形成一个空间电荷层即肖特基势垒,在这一势垒电场作用下,光生电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置,还原和氧化吸附在表面上的物质。除了上述变化途径外,光激发产生的电子、空穴也可能在半导体内部或表面复合,如果没有适当的电子、空穴俘获剂,储备的能量在几个毫秒内就会通过复合而消耗掉,而如果选用适当的俘获剂或表面空位来俘获电子或空穴,复合就会受到抑制,随后的氧化还原反应就会发生。在水溶液中,光生电子的俘获剂主要是吸附在半导体表面上的氧,氧俘获电子形成O2-;OH-、水分子及有机物本身均可充当光生空穴俘获剂,空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有高度活性的•OH自由基,活泼的•OH自由基可以将许多难以降解的有机物氧化为CO2和H2O
Westudysciencetogaininsightintotheworldwelivein.
7楼2008-10-23 10:49:40
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semi-white

铁杆木虫 (著名写手)

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首先我没有查阅相关文献,我觉得如果能够设计相关实验直接在催化剂TiO2表面“观察”催化反应,应该会是一个不错的工作~
8楼2008-10-23 16:48:36
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