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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 求助禁带宽度与光催化活性的关系
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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suxiaoxiao

金虫 (小有名气)

[交流] 求助禁带宽度与光催化活性的关系

请教禁带宽度与光催化活性之间的关系。禁带宽度值大，催化活性高还是值小了活性高。谢谢了。
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1楼 2008-11-05 07:47:51
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yxl43

银虫 (正式写手)
★
rabbit7708(金币+1,VIP+0):多谢热心应助！：）
禁带越小，所需能量越小，光的利用率越高，催化活性越高。
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2楼2008-11-05 08:03:59
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shshen

金虫 (正式写手)
★
yutian.35(金币+1,VIP+0):感谢热心应助！
不好说。
楼上这样一句话总结是不对的。
禁带越小，所需能量越小，能吸收的光多，但不意味着利用率高；
也有可能禁带宽了，导带价带的还原氧化能力强了，活性反而会高。
所以得辩证的看待这个问题。
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旁观拍手笑疏狂疏又何妨狂又何妨
3楼2008-11-05 10:30:57
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yxl43

银虫 (正式写手)
对于禁带的宽度，我想问一下楼上朋友，你是怎么表征或是什么方法确定的？指导一下。
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4楼2008-11-05 11:30:25
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cangyue5071

金虫 (正式写手)
最简单的，吸收谱就可以算出吸收边
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5楼2008-11-05 13:21:23
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streamlet

木虫 (正式写手)
3楼说得对,禁带宽度与光催化活性没有直接关系

[ Last edited by streamlet on 2008-11-7 at 08:37 ]
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6楼2008-11-06 08:40:50
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jwelln

木虫 (正式写手)
★
^_^@^_^(金币+1,VIP+0):QQQ
禁带宽度与光催化活性没有直接关系
禁带宽度只是决定了催化剂的光响应范围
同时，价带和倒带位置决定了光催化氧化还原能力的问题
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7楼2008-11-06 23:50:32
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wangmeng5938

木虫 (正式写手)
★ ★ ★
yutian.35(金币+3,VIP+0):感谢热心应助！很详细啊
楼上说的对！！
n- TiO2是一种禁带宽度为3.2eV 的宽禁带半导体 ,其光催化特性只限于紫外波段 。而太阳光主要分布在0.25μm～2.5μm， 在这个波段紫外光仅占20%左右，因而TiO2直接利用太阳光进行光催化的效率较低
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/Eg(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
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Westudysciencetogaininsightintotheworldwelivein.
8楼2008-11-06 23:59:41
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tingjiangn

金虫 (正式写手)
★
yutian.35(金币+1,VIP+0):感谢参与交流！
同意3楼的。
半导体的禁带宽度，从光学角度讲，只决定了激发它所需的能量大小，只要有高于或等于它的禁带宽度值的光能量激发，就可以产生光生电子和空穴；
但是涉及到光催化性能，还需要从动力学的角度去考虑，这时，半导体价带导带位置就决定了他的光催化性能大小，也就是说此时，价带和导带的氧化还原能力起了决定性做用。
因此，对于光催化来讲，需要考虑多个方面的因素。
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9楼2008-11-08 10:19:42
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yxl43

银虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by cangyue5071 at 2008-11-5 13:21:
最简单的，吸收谱就可以算出吸收边

朋友具体怎么算呢？
看了大家的回答，我了解了更多，我要向大家好好学习。
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10楼2008-11-09 08:28:40
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