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新手求助，关于光电流测试和其原理实在不太明白 已有1人参与
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亲们好，有几个问题搞不清楚，文献里说的也不详细，特此请教！ 首先是测光电流时为什么要加偏压，加正偏压和加负偏压的标准怎么定的？而加的数值大小又是以什么来判断？ 其次是光催化制氢的原理文献和资料中已有很多描述，但我想清楚的知道电极间的反应原理变化，而不只是材料本身价带导带（电子、空穴）的理论作用，特别是P型半导体和N型半导体的原理上有没有什么差异？ |
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为什么加电压 光电催化反应中，通过恒电位仪施加的电压对光电催化反应有重要的作用。大量的研究结果表明，在没有外加电压仅有光照或无光照仅加电压时，有机物的浓度随时间的变化比较微弱，说明光电催化反应必须用大于ＴｉＯ２ （锐钛型）禁带宽度能量（Ｅｇ＝３２ｅＶ）的光源激发产生电子和空穴，然后利用外加的电压使电子和空穴分离，才能达到光电催化的目的。 关于正向与负向偏压 这个是根据外加电压和光生电压的方向判定的。方向一致为正，相反为负。 光催化反应原理 根据以能带为基础的电子理论，半导体的基本能带结构是：存在一系列的满带，最上面的满带称为价带（ｖａｌｅｎｃｅｂａｎｄ，ＶＢ）；存在一系列的空带，最下面的空带称为导带（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｂａｎｄ，ＣＢ）；价带和导带之间为禁带。当用能量等于或大于禁带宽度（Ｅｇ）的光照射时，半导体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子（ｅ－）空穴（ｈ＋）对。锐钛型ＴｉＯ２的禁带宽度为３２ｅＶ，当它吸收了波长小于或等于３８７５ｎｍ的光子后，价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子ｅｃｂ，同时在价带上产生带正电的空穴ｈ＋ｖｂ。由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化或还原反应，或者被表面晶格缺陷捕获，也可能直接复合。空穴和电子在半导体ＴｉＯ２催化剂粒子内部或表面光催化氧化反应机理如图３１所示。图３２是锐钛矿相纳米ＴｉＯ２电子空穴的电势与一些常用的氧化还原电对的电极电势比较。可以看出，光生空穴的电势大于３０ｅＶ，比ＫＭｎＯ４、Ｃｌ２、Ｏ３甚至比Ｆ２的电极电势还高，具有很强的氧化性。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的ＯＨ－ 或Ｈ２Ｏ发生作用生成·ＯＨ。·ＯＨ 是一种活性更高的氧化物种，能够无选择地氧化多种有机物并使之矿化，通常认为是光催化反应体系中的主要活性氧化种。光生电子也能够与Ｏ２发生作用生成ＨＯ２·和Ｏ－２·等活性氧类，这些活性氧自由基也能参与氧化还原反应。 楼主啊，其实我根本不懂这些，我是学物理的，以上内容纯粹copy，请您自己判断哦。  |
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小银子2楼2014-02-26 09:30:26
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