光触媒

✍ dations ◷ 2025-12-05 10:10:38 #光触媒

化学中，光触媒、光催化剂（photocatalyst）指的是能够加速光化学反应的催化剂，这种现象被称为光催化（photocatalysis）。常用的光触媒有磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）等等。最广泛使用的是二氧化钛，它能靠光的能量来进行消毒、杀菌。由于光触媒环保又实用，所以全世界已开始实行光触媒的开发试验。光子具有一定能量，当照射到某些物质上（如半导体），原子的电子吸收一定的能量后，便会从价带（valence band）跃升，到导带（conduction band），而原本电子存在的地方就会出现一个带正电的电洞 —— 也即光生电子和光生空穴。由于这种电子和空穴分别具有较强的还原性和氧化性，因此能使半导体上的物质发生氧化还原反应，从而将光能转换为化学能。这些物质被称为光催化剂。水会解离成氢氧根（OH−）和氢离子（H+）：H2O ↔ H+ + OH−在光触媒颗粒表面，氧气会与电子结合形成氧离子，水分子会被电洞氧化成氢氧自由基（OH·），这两者皆为极不稳定的物质，会与有机物结合重新降解成二氧化碳、水。

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