| 查看: 10567 | 回复: 31 | ||||||||||||||||
| 当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖 | ||||||||||||||||
[求助]
光解水制氢之“光催化”和“光电催化”----请有兴趣者进来解惑、交流 已有7人参与
|
||||||||||||||||
|
最近在看光解水制氢方面的文献。光解水主要有两种方式：光催化和光电催化。前者是在水溶液中分散一些光活性材料，光照时，在溶液中产生氢气和氧气；后者用光活性材料作电极，组成光电化学电池（photoelectrochemical cells），类似传统的电解水，阳极发生氧化反应析出O2，阴极发生还原反应析出H2，通过电解质溶液连通两电极和外电路形成电流环路。 那么，这两种光解水方式的本质有何不同？效率有何不同？既然光催化分解水可以制得氢气，为什么还要进行光电催化？仅仅是因为氢气和氧气分别在两个电极上析出，方便两种气体的分离和收集吗？如果仅对光催化材料的光催化活性进行研究，是否只用光催化的方法就行，而不必用光电催化方式呢？ 另外，在光催化分解水的研究中，异质结光催化是一个热点。异质结可以有效分离光生电子和空穴，提升材料的光催化反应效率。异质结又分为两种，p/n型异质结和非p/n型异质结。无论哪种异质结，其作用都是将光生电子集中至更低的导带，将空穴集中至更高的价带，此谓电子和空穴的分离。这是否意味着将光生电子和空穴分别集中在形成异质结的两种物质中，然后再分别移向催化剂颗粒的表面参与氧化还原反应？如果是这样，因一个催化剂颗粒会有很多这样的异质结，电子和空穴虽然被集中在各自“结”两侧的物质中，但在移向颗粒表面的过程中还是会发生复合，这种复合的几率就一定比单物质的催化材料的低吗？如此，异质结抑制广生电子和空穴复合的作用又如何体现？又如，核壳结构的异质结光催化剂，光生电子和空穴分别被集中在核与壳中，然而，在二者移向颗粒表面的过程中，一样有几率复合，这种几率也不见得小。 也许，我以上关于异质结的理解是错误的，请了解光催化的朋友指教。 这个帖子，很大程度上是请教贴，但希望建立一个交流的平台，请从事这方面研究工作、希望解惑的虫友们提出自己的问题，请光催化大虾指教、交流，共同提高。 先设200金币，不够再充 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 光电化学及电化学 | 光催化专辑 | 光电化学 | 光解水 |
| 晶面控制 | 太阳能光催化 | 光电分解 | 碳材料及二维材料 |
| 催化 | 有用的东东 | 光学性质计算 | TiO2 |
| 铝离子电池 | 贴集 |
» 本帖已获得的红花（最新10朵）
tpy114911» 猜你喜欢
海南大学全国重点实验室杨金霖老师招收储能电池方向博士生（2026年3月报名，9月入学）
已经有2人回复
-
海南师范大学2026年博士研究生招收 (在职想提升学历人员可报考) 申请考核制+普通招考
已经有1人回复
-
物理化学论文润色/翻译怎么收费?
已经有190人回复
-
申博求助
已经有1人回复
-
JACS投稿
已经有0人回复
-
26年储能、电池方向博士申请
已经有1人回复
-
中科院深圳先进技术研究院成会明院士/唐永炳杰青团队拟招聘博士后若干名。
已经有11人回复
-
考研调剂
已经有1人回复
-
304求调剂
已经有1人回复
-
大连工业大学杰青/长江团队招收储能电池方向博士
已经有14人回复
-
0856求调剂285
已经有10人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 太阳能分解水制氢
已经有3人回复
- 想问下大神们：“光电化学分解水制氢” 与“光催化分解水制氢”这两个概念的具体区别
已经有7人回复
- 光催化水解制氢所产的氢气和氧气是什么样的化学计量比是怎样的
已经有5人回复
- 光解水制氢之累计产氢量计算
已经有15人回复
- 光催化分解水制氢水平
已经有6人回复
- 光电催化制氢和光催化制氢的装置有什么区别？
已经有4人回复
- 我有很多光催化问题，光解水和光解有机物的区别
已经有7人回复
- 光解水制氢主要有哪些用途？
已经有19人回复
- 光解水制氢的氢气检测
已经有14人回复
- 光催化分解水制氢的问题,小硕求助....
已经有7人回复
- 关于光解水制氢设备的问题
已经有11人回复
- 钛酸盐光解水制氢用什么牺牲剂好
已经有4人回复
- 光解水求助啊....
已经有8人回复
- 新合金让光电催化水解制氢更快捷
已经有5人回复
- 【求助】氧化锌光催化水制氢的牺牲试剂用么最好啊？
已经有8人回复
- 【求助】光催化制氢用GC怎么测氢气的量？
已经有10人回复
- 【讨论】大家不要做光解水这个没有前途的课题
已经有16人回复
- 【讨论】光催化太阳能制氢前景怎样
已经有12人回复
9楼2014-09-26 08:54:26
2楼2014-09-21 18:43:03
小毛球
版主 (知名作家)
- ECEPI: 6
- 应助: 428 (硕士)
- 贵宾: 1.955
- 金币: 44815.1
- 散金: 100
- 红花: 85
- 沙发: 1
- 帖子: 6321
- 在线: 995.4小时
- 虫号: 820516
- 注册: 2009-08-02
- 性别: GG
- 专业: 高等教育学
- 管辖: 电化学
【答案】应助回帖
★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
飞白: 金币+5, ★★★很有帮助, 说的有道理，多谢参与讨论。它山之石可以攻玉，欢迎不同方向的朋友一起讨论 2014-09-22 09:05:30
感谢参与，应助指数 +1
飞白: 金币+5, ★★★很有帮助, 说的有道理，多谢参与讨论。它山之石可以攻玉，欢迎不同方向的朋友一起讨论 2014-09-22 09:05:30
|
我不是做光催化的，不过对你的问题挺有兴趣 光催化或者电催化本质上都是利用外部提供的能量来诱导目标反应的发生。你所描述的光催化应该是均相催化，可以单一利用光所提供的能量进行反应，而光电催化则是在光子与电子共同提供能量的情况下进行的反应，理论上光靠电子应该也是可以进行的，只不过需要更高的过电位吧。另外一个不能忽视的是这类反应就是光电催化往往需要两种不同的材料作为阴阳极，我认为是因为作为光催化材料的只有一极，而另一极是为了配合反应另外的氧化/还原反应，因为异相催化往往涉及表面吸附态，所以并不是任意的材料都能催化对应的反应。 思路也不是很有条理，希望可以多多讨论 |
4楼2014-09-21 22:24:13
【答案】应助回帖
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
飞白: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-09-26 08:08:54
飞白: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-09-26 08:08:54
|
1.光电催化是需要外置电路的，光催化剂作为阳电极，通过外置电路连接阴电极，光照射阳电极时，产生电子空穴对，空穴在阳电极与水反应生成氧气，电子通过外置电路到达阴电极与氢离子生成氢气，此时外置电路需要一个极低的偏置电压将电子送到阴电极。此方法的好处是，电子空穴对的分离，氢气氧气的分离收集。不足是：需要外置电路构成复杂了，偏置电压虽然小，但也消耗能量。 2.光催化是直接光催化剂颗粒投放到水中，用光照射就可以了。好处是方法简单，方便，不足是电子空穴对的复合，产生的氢气氧气混合其反应又生成水，及不易收集分离 |
6楼2014-09-25 10:25:38
