fs)(1.11)(2)载流予俘获过程hvb+-4->TiⅣOH_{>TiwOH-)Ccb"+TilVoH卜一{>TilllOH}ecb.+>TiⅣ一>TilⅡ(3)载流子复合过程ecb"+{>TiWOH.}_>TiWOHhvb++{>TilI!OH}一>TiwOH(4)界面电荷转移过程快(10ns)浅阱(100ps)(动力学平衡过程)深阱(10ns)(不可逆)慢(100ns)快(10ns)(1.12)(1.13)(1.14)(1.15)(1.16){>n州OH·,十+Red一>TiwOH+Red+慢(100ns)(1.17)o+Ox_÷>TiwOH+Ox.很慢(ms)(1.18)综合以上各式,需要指出的是:>b"是其导带中的自由电子,o是被深阱所俘获的导带中的自由电子,hvb+是价带中的空穴,Red是作为还原剂的电子给体,Ox是作为氧化剂的电子受体,{>TIiⅣOH·}+是表面羟基俘获价带空穴后的表面羟基自由基,而{>Ti¨10H}则为表面俘获的导带中的自由电子。上式1.13表示的是一种动态平衡,即处于导带以下的浅阱对导带中自由电子的可逆俘获过程,在这个平衡过程中,被俘获之后的电子在室温下还能自由跃迁回到导带。光激发过程产生光生电子和光生空穴之后,电子和空穴会经历两种不同的反应过程,如下图1.1所示Il2。。首先是光生电子和光生空穴的复合过程(图中途径l和2),这个过程之后受激发过程中所吸收的能量将会以光或热的能量形式释放出来。其次是电子给体或电子受体物质俘获光激发过程产生的光生载流子之后发生氧化还原反应(图中途径3和4)。而复合和俘获是两个不同且互相竞争的过程。然而,光生载流子的俘获过程对光催化氧化反应才是行之有效的。因此如果催化剂内部没有适当的电子或空穴俘获剂,无法俘获光生电子或空穴,光激发产生的电子和空穴就会在半导体催化剂内部或表面产生复合,从而降低光催化反应活性。
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