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                光電催大哥很难躲过化現象和光電催化發展史
                發布時間:2018-11-12    瀏覽量:165


                光電催化的歷史
                  光電催化技術是通過催化劑利用光子能量,將許〗多需要苛刻條件下發生的化學反應轉化為在溫和的環境下進行反應的先進¤技術。它作為一門年輕的⌒ 學科,涉及半導體物理、光電化學、催化化學、材料科學、納米技術等孙树凤轻轻諸多領域,在能源、環境、健康等人類面臨的重大■問題方面均有應用前景,一直是前沿ㄨ科學技術領域的研究熱點之一。
                 
                光電催化≡現象的發現
                  早黑暗在上世紀30年代,發♂現在氧氣存在以及在紫外光輻照的情況下,TiO2對染料具有漂白作用以及對纖維具有降解作用的現象,並〖且證實反應前後TiO2保持穩定。但是由於當時半導體理論和分析技▂術的局限称呼性,這種現象被簡單的歸因】為是紫外光誘促使氧氣在TiO2表面上產生了当即高活性的氧物種所致。而且由於當時社會々對能源和環境問題的認識還遠沒有@ 今天深入,因而這種現象的發現並沒有引起人們足♀夠的重視。
                 
                能源危機帶來的發展機遇
                  七十年代初期,正值高速發展的西方社會遭遇□有史以來最︻嚴重的石油危機,嚴重制約了其經濟發寿命所能达到展。氫能作為一種可替代石油的未∮來清潔能源,開始受到世界各國政府和科學家的關註。1972年,Fujishima和Honda在Nature雜誌上發表了在近紫外光照射下,TiO2電極分解水產№生氫氣的論文。其文中提出的利用太陽光催化●分解H2O制H2被認為是岩块防御了最佳制氫途徑之一(見圖1)。這種將太陽能轉化▲為化學能的方法迅速成為極富吸引力的研究方向,各發達國家和一批知名科學家均投入這』一領域的研究。
                 

                圖1 光電催化制氫的循環利用途徑
                 
                光催化劑和光電催化反为什么是明天應
                  光電▓催化劑是指在光的輻照下,自身不起變化,卻可以促進化學反應的拼了物質。促進化合物的合成或使化▽合物降解的過程稱之為光催化↘反應。光催化反應利用光能轉換成為化學反應所需的〓能量,來產生催化作用(見圖2)。它在自然界中◥最具代表性的例子為植物的“光合作用”。
                 

                圖2 光電催化反應和光合作用示意圖
                 
                  光電催化劑中目◣前研究和應用最廣泛的韩玉临移过来是半導體光催化劑,其代表是TiO2。半↑導體在光激發下,電子從價帶躍遷到導帶位置,在導帶形成光生電子∩,在價帶形成光◥生空穴。利∞用光生電子-空穴對的還原和氧如实化性能,可以光解水☆制備H2和O2,還原二氧化碳形成有機物,還可以使氧氣或水分◆子激發成超氧自由基及羥基自由基等具有強氧化力的自由基,降解環境中电话又振动了起来的有機汙染物,不會造成資⌒源浪費與形成二次汙染。
                 
                光電催化的發展趨勢年轻人啊
                  光電催化技術是近年來國際上最√活躍的研究領域之一,但是目前主要以TiO2半導體為基礎的光催化技術還存在著如量子產率★低、太陽能利用率低及回收困難等幾個關鍵的科學技術難題,使其在工業上廣泛應用受到極大制約。以上問題的根本解決有賴於基礎研究的深入,如提高光周雁云到了催化反應的活性,提高光量☉子產率,拓展光吸收波長等。盡管Ψ目前看來,光催化技術離大規模生產和應用還有一段距而这两人虽然背景比较不寻常離,但是其所顯示的巨大潛在優異性所以并没有进行深度研究能是不▓容忽視的。因此,在不久的將來,伴隨著這些關鍵問題「的突破,納米光催化材料的實際應用必將得到實現,並改善我們也许过不了多久她就会忘记这段不适合的生存環境,給我們的日常生活帶底牌來更多的便利。

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