◇光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭 教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进 行了光线照射,结果发现水被分解成了氧和氢。这一效 果作为“本多·藤岛效果 ( Honda-Fujishima Effect)而闻名于世,该名称组合了藤岛教授和当时他 的指导教师--东京工艺大学校长本多健一的名字。 由于是借助光的力量促进氧化分解反应,因此后来将 这一现象中的氧化钛称作光触媒。这种现象相当于将光 能转变为化学能
❖ 光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭 教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进 行了光线照射，结果 发现水被分解成了氧和氢。这一效 果作为 “ 本多 ·藤岛效果 ” （Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授 和当时他 的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。 ❖ 由于是借助光的力量促进氧化分解反应，因此后来将 这一现象中的氧化钛称作光触媒。 这种现象相当于将光 能转变为化学能
常见光催化材料的Ebg(ev) Photocatalyst Ebg(ev) Photocatalyst Ebg(ev) Zno 3.2 TiO( Rutile 3.0 TiO,(Anatase) 3.2 WO3 2.7 Cds 2.4 Zns 3.7 SrTiO3 3.4 Snow 3.5 WSe3 1.2 Fe2O3 2.2 Fe,o 3.1
常见光催化材料的Ebg(eV) Photocatalyst Ebg (eV) Photocatalyst Ebg (eV) Si 1.1 ZnO 3.2 TiO2（Rutile） 3.0 TiO2(Anatase) 3.2 WO3 2.7 CdS 2.4 ZnS 3.7 SrTiO3 3.4 SnO3 3.5 WSe3 1.2 Fe2O3 2.2 a-Fe2O3 3.1
有代表性的光催化半导体材料及其能带 (NHE) 1.0 GaAs Cds znO WO3 (n,p) TiO2-1.0 0.5 Sno △E=1.4eV 0 2HT/ 2.5ev +1.0 3.2eV +1.0 +1.5 Clcr(1.40e V) 3.2eV +2.0 +2.0 3.8eV 3.2ev 3O2+H2O(2.07) +2.5 +3.0 F22F(287) +3.5 +4.0 +4.0
GaAs (n,p) 0 -0.5 -1.0 -1.5 +0.5 +1.0 +1.5 +2.0 +2.5 +3.0 +3.5 +4.0 CdS (n) ZnO (n) WO3 (n) SnO2 (n) TiO2 (n) △E=1.4eV 2.5eV 3.2eV 3.2eV 3.8eV 3.2eV -- 2H+ /H2 0 -1.0 +1.0 +2.0 +3.0 +4.0 --Cl2 /2Cl- (1.40eV) --O3 /O2+H2O(2.07) --F2 /2F- (2.87) (NHE) 有代表性的光催化半导体材料及其能带
理想的光催化剂 >稳定,廉价,无毒 >高的光催化活性 >半导体能带间隙应大于28eV 由于OH9OH+e的氧化还原电位 E0=-2.8eV
理想的光催化剂 ➢稳定，廉价，无毒 ➢高的光催化活性 ➢半导体能带间隙应大于2.8 eV 由于OH- •OH + e- 的氧化还原电位 E 0 = -2.8 eV →
Whv TiO,? 金属硫化物在水溶液中不稳定,会发 生阳极光腐蚀,且有毒! cdS+h→Cd2+S(直接光腐蚀) Cds +O2- Cd2++SO42(间接光腐蚀 CdS+4.OH+ 4h* hv Cd2++ So42-+4H*+ 铁的氧化物会发生阴极光腐蚀 znO在水中不稳定,会在粒子表面生成zn(oH)2
Why TiO2 ? 金属硫化物在水溶液中不稳定，会发 生阳极光腐蚀，且有毒！ hv ⎯⎯→ CdS + h+ →Cd2+ + S (直接光腐蚀） CdS + O2 Cd2+ + SO4 2- （间接光腐蚀） CdS + 4•OH + 4h+ Cd2+ + SO4 2- ⎯⎯→ hv + 4H+ 铁的氧化物会发生阴极光腐蚀 ZnO在水中不稳定，会在粒子表面生成Zn(OH)2