金属导体能做光催化材料吗

金属导体能做光催化材料吗,第1张

金属导体不能做光催化材料,这是因为光催化材料一类半导体材料,且大多是n型半导体材料,都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带,和导带之间存在一个禁带。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1240/Eg(eV)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。【光催化材料】是指通过该材料、在光的作用下发生的光化学反应所需的一类半导体催化剂材料,世界上能作为光催化材料的有很多,包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体,其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强,化学性质稳定无毒,成为世界上最当红的纳米光触媒材料。

影响金属催化剂的化学吸附性能的因素有:温度,环境因素。

在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。

原理金属键的作用

过渡金属的化学性质与过渡金属原子的d轨道密切相关。d轨道参与形成金属键的分数(d%)与金属的催化活性有一定的关系。鉴于金属键电子的高度离域性,研究金属催化作用时应首先考虑作为金属整体性质的电子迁移性,以及金属原子之间远程的电子相互作用。20世纪50年代,应用固体物理的能带理论对金属和半导体催化剂的电子结构进行了描述。

以上内容参考:百度百科-金属催化作用


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