光催化的原理什么？

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。

通常情况下，光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光为能量，将有机物降解为二氧化碳和水。因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术，对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

扩展资料

光催化有机合成反应的特点如下：

①光是一种非常特殊的生态学上清洁的“试剂”；

②光化学反应条件一般比热化学要温和；

③光化学反应能提供安全的工业生产环境，因为反应基本上在室温或低于室温下进行；

④有机化合物在进行光化学反应时,不需要进行基团保护；

⑤在常规合成中，可通过插入一步光化学反应大大缩短合成路线。 因此，光化学在合成化学中，特别是在天然产物、医药、香料等精细有机合成中具有特别重要的意义。

参考资料来源：百度百科-光催化原理

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。

催化剂起作用的过程可以看做经过如下两个步骤（假设反应物只有两种，反应产物也是两种，多种反应物和反应产物的化学反应原理相同）：1、一个反应物与催化剂结合生成中间产物和一种反应产物；2、中间产物与另一种产物发生化学作用生成一种反应产物，同时中间产物还原成为原来的催化剂形式，再次参与到新的化学反应过程。这一过程进行的速度，显然取决于中间产物的量的大小，而中间产物是由反应物和催化剂相互作用产生的。显然，催化剂比表面积越大，单位体积催化剂就越能与的反应物结合，生成的中间产物，从而单位时间内生成的反应产物，即反应进行速度越快，反映在催化剂上就是活性更高、更有效。这就是同种催化剂的条件下，多孔材料比普通材料催化活性更高的原因。更深的解释就要用到化学反应进行的微观过程的知识，以上只是大体上的解释，不过基本原理是没错的，希望能帮上你。

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