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gao618yong银虫 (小有名气)
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[交流]
【请教】钙钛矿型材料为什么具有高的催化性？ 已有2人参与
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| 哪位大牛能从材料结构方面入手解释一下钙钛矿型材料为什么具有高的催化性能？即其催化机理。 |
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 仿生材料 |
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yjyang07
木虫 (著名写手)
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4楼2009-12-26 21:00:27
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gao618yong(金币+2):谢谢参与
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光催化分解水反应是将光能转变为化学能的过程，可简单地由式(1)表示，此过程吉布斯自由能很大(237kJ/mol)，不能自发进行，需要光能作能量。当光能大于半导体光催化剂的禁带宽度，价带电子吸收光能激发到导带，导带中产生光生电子，价带中产生光生空穴，光生电子空穴对对水发生氧化还原作用即电子还原水生成氢气，空穴氧化水产生氧气。 （1） 半导体的能带结构通常是由1 个充满电子的低能价带（Valent Band,VB）和1个空的高能导带（Conduction Band, CB）构成，价带和导带之间的区域称为禁带，区域的大小称为禁带宽度。半导体的禁带宽度一般为0.2-3.0eV，是1个不连续区域。半导体的光催化特性就是由它的特殊能带结构所决定的。当用能量等于或大于半导体带隙能的光波辐射半导体光催化剂时，处于价带上的电子（e-）就会被激发到导带上并在电场作用下迁移到粒子表面，于是在价带上形成了空穴（h+），从而产生了具有高度活性的空穴/电子对。光致空穴具有很强的氧化性，可夺取半导体表面吸附的有机物或溶剂中的电子， 使原本不吸收光而无法被光子直接氧化的物质，通过光催化剂被氧化。光生电子具有很强的还原性，能使半导体表面的电子受体被还原，这两个过程均为光激活过程。水在这种电子-空穴对的作用下发生电离，生成 H2 和O2。同时迁移到半导体体内和表面的光致电子和空穴也会发生复合反应。 因此光催化水分解制氢的关键技术之一就是要有效地防止电子和空穴产生复合反应。 所以当制备的光催化剂的导带（Conduction Band, CB）和价带（Valent Band,VB）之间的禁带宽度（Eg）小于可见光能量和紫外光能量是就有可能发生光催化分解反应。 |
2楼2009-12-26 18:28:47
mse507
木虫 (正式写手)
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3楼2009-12-26 19:36:30
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