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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » 光催化中1.0eV左右的光生电子的消耗途径有哪些？
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无香名

银虫 (著名写手)

[求助] 光催化中1.0eV左右的光生电子的消耗途径有哪些？

请教大家一个问题。我最近制得了一种单组份无机半导体光催化剂，估计其价带电位在3.6 eV左右（相对于标准氢电极），导带电位在1.0eV左右，它降解罗丹明B的活性较高。研究表明它降解有机污染物的主要活性物种为光生空穴和超氧阴离子自由基。但是光催化机理难以解释，因为它的光生电子还原性很弱，它不能还原水产氢，并且证实它没有光腐蚀还原现象。那么，我的问题有二，请大方之家指点。

（1）超氧自由基可能通过什么途径形成？按理它的光生电子的还原能力不足以还原氧气生成超氧自由基。

（2）没有与光生空穴复合的光生电子可能通过什么途径消耗？

非常感谢！
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1楼 2013-05-12 15:56:05
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hookhans

铁杆木虫 (著名写手)

Farmer

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
王晓萌: 金币+2, 谢谢分享！ 2013-05-12 18:19:49
无香名: 金币+3, ★★★★★最佳答案, 谢谢你的指导 2013-05-12 21:01:29
（1）超氧自由基可能通过什么途径形成？按理它的光生电子的还原能力不足以还原氧气生成超氧自由基。
Re: 你的材料光催化降解应该主要是空穴氧化。超氧自由基是氧气被电子还原。在pH7.0时，O2-/O2和（2H+、O2-）/H2O2的E01相应为-330毫伏和+940毫伏，你的材料的导带大概在１Ｖ左右，O2-/O2机理是不可能的。也许是深度氧化直接形成了H2O2，半导体材料由于能带向上弯曲，有可能由１Ｖ变成０．９４Ｖ左右，从而产生并观测到超氧。猜测而已。　

（2）没有与光生空穴复合的光生电子可能通过什么途径消耗？
光生电子的命运；１）与空穴复合　２）缺陷位捕获　３）与表面其他物质反应。
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where-there-is-a-will-there-is-a-way.
2楼2013-05-12 17:32:20
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fehwu

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by hookhans at 2013-05-12 17:32:20
（1）超氧自由基可能通过什么途径形成？按理它的光生电子的还原能力不足以还原氧气生成超氧自由基。
Re: 你的材料光催化降解应该主要是空穴氧化。超氧自由基是氧气被电子还原。在pH7.0时，O2-/O2和（2H+、O2-）/H2 ...

学习了，楼主没有说是可见还是紫外，想问问，像这种材料3.6ev,降解RhB，应该是染料敏化吧
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留不住时间的背影，换来沧海桑田的记忆
3楼2013-05-12 18:33:38
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rensu

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
pzypdl: 金币+1, 谢谢回帖交流！ 2013-05-12 23:40:53
无香名(pzypdl代发): 金币+2, 谢谢回帖交流！ 2013-05-19 12:48:08
(1)超氧自由基可能是空穴产生的。楼上已经说的很清楚了。

(2)光生电子主要是通过还原分子氧和质子生成了水分子。这个反应的电位是1.23 V（vs. SHE)，你的1V左右的CB应该是没问题的。
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4楼2013-05-12 18:35:48
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无香名

银虫 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by fehwu at 2013-05-12 18:33:38
学习了，楼主没有说是可见还是紫外，想问问，像这种材料3.6ev,降解RhB，应该是染料敏化吧...

是可见光催化，此光催化剂能吸收可见光的，吸收带边500nm左右，至少不全是染料敏化，因为空穴和超氧自由基是活性物种
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5楼2013-05-12 21:00:36
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