光催化材料原理

光催化材料的基本原理半導體在光激發下，電子從價帶躍遷到導帶位置，以此，在導帶形成光生電子，在價帶形成光生空穴。利用光生電子-空穴對的還原氧化效能，可以降解周圍環境中的有機汙染物以及光解水製備H2和O2。高效光催化劑必須滿足如下幾個條件：(1)半導體適當的導帶和價帶位置，在淨化汙染物應用中價帶電位必須有足夠的氧化效能，在光解水應用中，電位必須滿足產H2和產O2的要求。(2)高效的電子-空穴分離能力，降低它們的複合機率。(3)可見光響應特性：低於420nm左右的紫外光能量大概只佔太陽光能的4%，如何利用可見光乃至紅外光能量，是決定光催化材料能否在得以大規模實際應用的先決條件。常規anatase-typeTiO2只能在紫外光響應，雖然透過攙雜改性，其吸收邊得以紅移，但效果還不夠理想。因此，開發可見光響應的高效光催化材料是該領域的研究熱點。只是，現在的研究狀況還不盡人意。