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光触媒杂谈
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笔者11年来到日本，12年开始从事一些关于光触媒的课题，本科，硕士，博士阶段都有幸在长冈技术科学大学度过。从事光触媒的研究已经有差不多5年时间了，从刚进研究室的《用光触媒除去水中的重金属》到现在的《利用光触媒全解水》，也算是对光触媒多少有点儿认识了。这篇文章会持续更新，内容也就是杂谈了，想到哪里说到哪里。 杂谈1.利用光触媒除去水中重金属，重金属被反应的场所？ 这是前几天在坛子里回复过的一个主题http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=10787080 在这里补充一点，笔者以前读过一篇文章，文章中提到了关于重金属Pb的生成场所，文章指出他们所观察到的Pb不仅仅在附着在颗粒的表面，在石英玻璃的照射口附近也会有析出。关于石英玻璃照射口也会析出金属Pb的问题，笔者也难以理解，但是文章中陈述的应该是事实。直到拜读了李灿院士的论文，关于石英玻璃具有产氢效果的文章，也就不难理解Pb为什么会在石英玻璃的表面附着了，当然Pb是在石英表面附着了，而不是溶液中。在催化的领域里，对于任何反应都会遵循吸着・反应・脱离这三个过程的，相信对于光催化也不例外，毕竟电子与空穴的寿命实在太短了，让他们没有机会游走到溶液中。 笔者也做过类似的实验，把粉末固定在XRD测试的基板上，然后在重金属（Pb）水溶液中进行照射，发现基板上的粉末被着色。这个不太标准的实验，大概能说明重金属的被反应场所是在光触媒粉末粒子表面这个结论。 所以笔者认为，利用光触媒除去重金属的实验，重金属的反应场所应该是光触媒的表面。重金属参与反应后，有能力脱离，光触媒的寿命会很长；反之，反应后残留在触媒表面，那么长时间的反应后光触媒会中毒。 杂谈2.比表面积越大，光触媒的活性越高。 相信很多做光催化的朋友都听说过这句话，但是真的比表面积越大，光触媒的活性就越高么？ 首先，对于催化剂而言，大家应该都知道有活性点之说，如果这句话改成“单位面积的活性点不变为前提，比表面积越大，光触媒的活性越大”，那么这个结论应该成立。 PS：现在的书中很多话是没有前提条件的。 PS：决定光触媒活性的条件有很多，比表面积仅仅是一个参考。 在李灿院士的关于SrTiO3活性面分离的文章中，他们没有利用比表面积去规格化活性结果（也有人用比表面积来规格化活性），而是用单位面积中Pt的量来规格化活性结果，这就是一个很好的例子，毕竟Pt是产氢活性点。 例：在举一个很简单的例子，还记得李灿院士的α‐βGa2O3的surface phase junction么？那篇文章中，随着Ga2O3烧成温度的增加，发生了相变，其比表面积是呈减小的趋势，但是活性却随着温度的增加呈峰状，并没有随着比表面积的减少而减少。另外，所有的粉末其co-catalyst的量都是一致，但是他们最终的数据依然用了比表面积来规格化氢气与氧气的产量，也不能说这不科学，只不过数据中想排除比表面积对实验的影响（个人见解）。 杂谈3：光催化产氢，光催化产氧，以及全解水（待更） 光催化产氢，光催化产氧在国内做的非常火，动不动量子效率百分之八九十，姑且不说量子效率计算中的水分，一个半反应，让他们吹的天花乱坠。首先，光催化的半反应是为了研究一种材料在析氢以及析氧的极限，那就是说让电子或者空穴能够充分的被牺牲剂消耗，减少再结合的概率，从而能让其更好的产氢或者产氧。好了那么问题来了，如果使用牺牲剂那还叫催化剂么？做完半反应的实验，是否应该做下Z-sheme的全分解水呢？ [ Last edited by houhonghao on 2016-11-10 at 11:24 ] |
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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关于杂谈3，楼主最后一问很犀利。我刚刚接触光催化制氢方向，一开始就准备制备光催化材料进行半反应，您这一问感觉我无法进行下去了啊。。。 发自小木虫Android客户端 |
16楼2016-11-12 11:05:04
21楼2016-11-12 17:01:57
2楼2016-11-08 10:58:40
7楼2016-11-08 11:48:25
13楼2016-11-08 15:24:00
17楼2016-11-12 14:45:55
18楼2016-11-12 15:36:22
19楼2016-11-12 16:07:47
20楼2016-11-12 16:18:56
22楼2016-11-12 22:24:07
23楼2016-11-13 10:19:25
25楼2017-03-08 11:18:15
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杂谈4：装置的维护以及使用 装置？好像跟实验没有什么太多的直接关系，一般都会有专门的服务机构来修理。但是，在我们实验室不是这样，因为专门的机构上门维护是需要支出其出差的路费，以及服务费的，所以在在很多的情况下我们更愿意自己买部品，自己维护。甚至其中的一些部品是从跳蚤市场淘来的。 你们可能想不到从事无机研究的人还得懂得烧玻璃的技术。我们的分解水装置（其实不应该叫分解水装置，因为除了分解水这种真空闭锁系统还能做很多的固-气，液-气的催化实验）漏气也是常见，这个时候就得找出漏气的原因，如果是玻璃上的漏气就得用gas burner进行修补。 XRD设备中，电子枪坏了买了之后自己更换。在这个话题中，我想表达的是，一个科研工作者一些基本的DIY，以及动手能力还是要有的。 |
26楼2017-05-11 08:08:23
27楼2017-06-17 10:07:55
28楼2017-11-22 17:17:19
29楼2017-11-24 23:47:45
30楼2017-12-19 11:20:20
31楼2019-01-22 04:57:14
简单回复
dsctg3楼
2016-11-08 10:58
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houhonghao(金币+1): 谢谢参与
dsctg4楼
2016-11-08 10:58
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2016-11-08 11:37
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houhonghao(金币+1): 谢谢参与
寻找cock6楼
2016-11-08 11:47
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houhonghao(金币+1): 谢谢参与
xhmaohan8楼
2016-11-08 13:58
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假大空9楼
2016-11-08 14:03
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houhonghao(金币+1): 谢谢参与
顶
wtbccq50510楼
2016-11-08 14:20
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tzynew11楼
2016-11-08 14:25
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paperhunter12楼
2016-11-08 14:27
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houhonghao(金币+1): 谢谢参与
小雨45114楼
2016-11-08 15:29
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你那么骄傲15楼
2016-11-10 14:37
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taolin00324楼
2017-01-18 10:01
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houhonghao32楼
2019-01-22 12:38
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love500533楼
2019-07-04 10:44
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