作业帮二氧化钛作催化剂光解水的流程,
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/19 19:47:31
二氧化钛作催化剂光解水的流程,
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二氧化钛作催化剂光解水的流程,
是要原理的吗?还是工艺流程
原理的话大概是
在标准状态下若要把1 mol H2O分解为氢气和氧气,需237 kJ的能量.以TiO2为例,它的禁带宽度为3·2 eV,在波长小于370 nm的光照下,TiO2的价带电子被激发到导带上,产生高活性的电子-空穴对.受光源照射时半导体内载流子的变化.电子和空穴被光激发后,经历多个变化途径,主要存在俘获和复合两个相互竞争的过程,光致空穴具有很强的氧化性,可夺取半导体颗粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子,使原本不吸收光而无法被光子直接氧化的物质,通过光催化剂被活化氧化.光致电子具有很强的还原性,能使半导体表面的电子受体被还原,这两个过程均为光激活过程.同时迁移到体内和表面的光致电子和空穴又存在复合的可能,此为去激活过程,对光催化反应无效.水在这种电子-孔穴对的作用下发生电离,生成H2和O2.
TiO2表面受光激发后,其表面与水的接触面的反应用下列方程式表示:
TiO2+hv→h++e-
式中e-为导带上的光致电子; h+为TiO2光致空穴.
h++H2O→H++·OH
O2+2e-+2H+→H2O2
Ti4++e-→Ti3+
O2+e-→O-2
H2O2+O-2→OH+OH-+O2
h++ OH-→OH·
H++e-→·H
·H+·H→H2
式中,·OH为羟基自由基,·OH不稳定,具有很高的活性[6],其氧化能力比H2O2和O3强.但必须指出的是,并非位于价带的电子能被光激发的半导体都能分解水.除了其禁带宽度要大于水的分解电压外,还有来自电化学方面的要求.半导体的导带电势要比氢电极电势EH+/H2稍负,而价带电势则应比氧电极电势EO2/H2O稍正.理论上,半导体禁带宽度>1·23eV就能进行光解水.但如果把能量损失考虑进去,最合适的禁带宽度为2·0~2·2eV.
是文献上的,如果你还想要文献的更具体的东西话,告诉我你邮箱,我给你发过去