)。电子优先从能量低的价带开始填起。当半导体材料吸收能量大于或等于Eg的光子的能量时,将发生电子由价带向导带的跃迁,这称为本征吸收。本征吸收上,空穴h+通过价带生成,电子e-通过导带生成,光生电子和空穴因库伦相互作用被束缚形成电子一空穴对,这种电子.空穴对称为激子。对于Ti02半导体,价带到导带的本征跃迁属于正八面体配位化合物中2t,u00到2t28(dH,d硒d曲跃迁,这种跃迁使价带的02‘变成空穴o.,导带的Ti4+变成光生电子Ti”,形成电子一空穴对Ti3+-O。【26】。光激发产生的电子和空穴存在着俘获和复合两个相互竞争的主要过程。光催化反应的量子效率取决于载流子的复合几率,过程主要决定于两个因素:载流子6第1章绪论在催化剂表面的俘获和表面电荷迁移过程。因此,实现实用化的关键因素之一是增加载流子的俘获或提高表面电荷迁移速率以便增加光催化反应的量子效率。研究同时发现,光催化反应的进行必须同时满足以下三个条件:光生电子与电子受体(光生空穴与电子给体)的结合速率要高于光生电子与光生空穴之间的结合速率:入射光的能量必须等于或大于半导体的带隙能:光催化必须具有良好的吸附性能,能够很好地吸附目标反应物。1.3.2Ti0。光催化反应机理图解图1.3纳米T醯光催化降解示意图还原在纳米二氧化钛的水体系中,纳米粒子在接受波长小于387nm的光照射后,激发产生电子一空穴对。但光生电子.空穴可能会在半导体表面或内部复合。图1.3为纳米Ti02光催化氧化机理的示意图f2刀,基本表达式为:Ti02光催化反应过程如下:Ti02+hv吖+ll+02+e、一·02"02-20O+Ie--—o。O-+b十—o··02。,O及h+可与Ti02上吸附的水分子或氢氧根反应:·02"+H20一H02·+OH.O+H20—2·OH‘ht+OH’一·OHH02.+HCh.丝H202+02H202‘--_。2·OH
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