有机半导体光解水的优缺点

1、优点为低成本、可实现大量制造、绿色可持续等。

2、缺点为生成的水分子总量较少，大多数太阳能被转换成热能。

有机半导体光解水是利用太阳光照射到特殊的有机半导体材料，将其中的水分子从水中分离出来制成淡水的一种新技术。

水的光解反应式是H2O + NADP+ → H+ + NADPH + 1/2O2。

2H2O---->4H(+)+O2+4e,箭头上面是光，下面是叶绿体，H(+)是氢离子，e是电子2H2O → 4H+O2 为暗反应提供氢 b ， ADP+Pi+ 光能 ―→ ATP 为暗反应提供能量。

H2O → 2H+ + 2e- + 1/2O2水的光解，NADP+ + 2e- + H+ → NADPH递氢，合并可得，H2O + NADP+ → H+ + NADPH + 1/2O。

光解反应百科：

光解反应，是指物质由于光的作用而分解的过程。是光化作用的一种。有机污染物的光解是指在光的作用下，将光能直接或间接转移到化学键。

使分子变为激发态而裂解或转化的现象。是真正的分解过程，因为它不可逆地改变了反应分子，强烈地影响环境中某些污染物的归趋。

有毒化合物的光化学分解的产物可能还是有毒的。光解过程可分为三类，第一类称为直接光解，这是化合物本身直接吸收了太阳能而进行的分解反应。

第二类称为敏化光解，是天然物质如腐殖质等被阳光激发，又将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。

第三类是氧化反应，天然物质被辐照而产生自由基或纯态氧亦称单线态氧等中间体，这些中间体又与化合物作用而生成新的产物。

光催化反应可以分为两类“降低能垒”(down hil1)和“升高能垒”(up hil1)反应。光催化氧化降解有机物属于降低能垒反应，此类反应的△G<0，反应过程不可逆，这类反应中在光催化剂的作用下引发生成O2-、HO2 、OH·、和H+ 等活性基团。水分解生成H2和O2则是高能垒反应，该类反应的△G>0(△G=237 kJ/mo1)，此类反应将光能转化为化学能。

要使水分解释放出氢气，热力学要求作为光催化材料的半导体材料的导带电位比氢电极电位EH+/H2稍负，而价带电位则应比氧电极电位Eo2/H2O稍正。光解水的原理为：光辐射在半导体上，当辐射的能量大于或相当于半导体的禁带宽度时，半导体内电子受激发从价带跃迁到导带，而空穴则留在价带，使电子和空穴发生分离，然后分别在半导体的不同位置将水还原成氢气或者将水氧化成氧气。Khan等提出了作为光催化分解水制氢材料需要满足：高稳定性，不产生光腐蚀；价格便宜；能够满足分解水的热力学要求；能够吸收太阳光。