光触媒

✍ dations ◷ 2025-09-12 13:46:46 #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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