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huangtieqi银虫 (小有名气)
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求问光催化分解水的基本概念 已有1人参与
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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！ |
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huangtieqi
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2楼2018-09-11 13:40:19
【答案】应助回帖
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huangtieqi: 金币+5, ★有帮助 2018-10-08 15:04:08
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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。 |
3楼2018-09-11 14:49:37
huangtieqi
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4楼2018-10-08 15:05:28
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5楼2018-10-10 10:30:53
恩宝123
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6楼2020-12-12 17:13:19