發(fā)布時(shí)間：2024-02-18 06:12

　　以太陽(yáng)能光-化學(xué)轉(zhuǎn)化中最為重要的反應(yīng)-光催化分解水為核心,從光催化分解水的原理、半導(dǎo)體捕光材料、光生電荷分離策略、雙助催化劑、Z機(jī)制分解水體系以及太陽(yáng)能分解水制氫途徑等方面,介紹了光催化分解水制氫的最新研究進(jìn)展,并展望了其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1半導(dǎo)體上光催化分解水的基本原理

利用半導(dǎo)體光催化劑實(shí)現(xiàn)分解水的原理如圖1[2-3]所示。首先，當(dāng)半導(dǎo)體光催化劑吸收光子能量大于其禁帶寬度的光輻射時(shí)，半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子會(huì)受激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶（對(duì)于有機(jī)絡(luò)合物光催化劑，則光生電子從最高占填軌道躍遷至最低空軌道），從而在導(dǎo)帶聚集電子，在價(jià)帶聚集空穴，即生成光生電子-空穴對(duì)....

圖7Au作為固體電荷傳遞體構(gòu)建Z機(jī)制光催化劑體系

Z機(jī)制分解水研究中除了利用可溶性氧化還原電對(duì)離子作為電荷傳遞體之外，部分導(dǎo)電性好的貴金屬（例如Au、Ag等）也可作為有效的電荷傳遞體。Wang等[28]利用貴金屬Au作為電荷傳遞體，將產(chǎn)氫催化劑SrTiO3:Rh和產(chǎn)氧催化劑BiVO4耦合起來(lái)，構(gòu)建固體Z機(jī)制光催化劑體系（圖....

圖9光催化分解水中的雙助催化劑策略示意

對(duì)于半導(dǎo)體光催化劑體系，光生電子-空穴對(duì)在遷移至表面的過(guò)程中，大部分會(huì)發(fā)生復(fù)合，從而以發(fā)熱或發(fā)光等形式消耗掉，這部分光生電荷不能被有效利用。為了減少光生電子-空穴的復(fù)合概率，通常采用在光催化劑表面擔(dān)載少量的“助催化劑”以快速捕獲光生電子與空穴使其參與表面催化反應(yīng)，從而促進(jìn)載流子的....

圖2半導(dǎo)體光催化劑的元素構(gòu)成

對(duì)于絕大多數(shù)金屬氧化物、金屬硫化物以及金屬氮（氧）化物光催化劑的結(jié)構(gòu)中均含有d0和d10組態(tài)的金屬離子，該類光催化劑包括Ti基化合物、Nb基化合物、Ta基化合物等過(guò)渡金屬化合物。這些光催化劑的導(dǎo)帶普遍由金屬的d軌道和sp軌道構(gòu)成，參與構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)的非金屬元素主要有O、N....

本文編號(hào)：3902042