半导体光催化机理优点

半导体光催化剂大多是n型半导体材料（当前以为TiO2使用最广泛）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(ValenceBand,VB)和导带(ConductionBand,CB)之间存在一个禁带(ForbiddenBand,BandGap)。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。

物质吸收光其实就是将光子能量吸收了。可见光的光子能量范围为1.8~3.1eV，半导体和绝缘体能吸收哪些光取决于其带隙（Eg），带隙值大于3.1eV的物质不吸收光，呈无色透明；若只吸收1.8~3.1eV范围内的一部分，那么该物质就会呈现颜色。金属不存在带隙，对光的吸收与半导体和绝缘体的情况有区别，具体怎样的我就不知道了。（参考上海交通大学《材料科学基础》（第三版）10.5.6和10.5.8）

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