光催化学科的前沿与发展趋势

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1、1封面光催化基础与应用研究李朝晖福州大学光催化研究所2010.102氧化还原性光催化剂h+e-Eg价带导带h+h+e-e-氧化还原hγ光催化分解水制氢；●光催化还原CO2●光催化分解有机污染物；●光催化合成有机物●3催化光催化材料半导体光电环境光催化由于在环境保护和洁净能源等方面具有重大应用背景，而环境和能源是二十一世纪人类面临和亟待解决的重大问题，因此光催化已经成为近年来国内外最活跃的研究领域之一。4全国光催化会议论文和人数变化情况5[1]由日本光催化工业协会提供，统计59家相关公司，2006，中国光催化标准制定会议，北京。产值：产品分类：其它7％净化器28％室外装修40％生活用品4％道

2、路交通3％室内装修17％日本光催化市场发展实例[1]1999年，产值200亿日元；2004年，产值550亿日元；2008，600亿日元。04年前年均增加22.4%。室外阳光强烈效果好6光催化面临的主要问题缺乏具有高量子效率、可见光响应的光催化剂光催化机理尚未十分明确应用与工程化的研究相对较少高量子效率、可见光响应的光催化剂核心问题7应用技术研究工程化研究基础研究应用基础研究光催化中前沿性重大科学与技术问题促进81.窄带半导体敏化TiO2光催化剂MVO4/TiO2(M=In,LaandBi);PZT/TiO2;PS/TiO2等2.宽带隙氧化物和氢氧化物Ga2O3;In(OH)3;Sr2Sb2

3、O7;Zn2GeO4;ZnGa2O4;InOOH等3.硫族化合物光催化剂ZnIn2S4microspheres;Sb2S3nanorods等4.固溶体型光催化剂M/In(OH)ySz;ZnxCd1-xS等5.有机聚合物光催化剂g(C3N4);mesoporousg(C3N4)等一、新型光催化剂91、窄带半导体敏化TiO2光催化剂InVO4/TiO2采用溶胶－凝胶法制备出了InVO4/TiO2复合光催化剂InVO4-TiO2TiO2-xNx,InVO4,TiO2InVO4/SiO2InVO4/TiO2复合光催化剂在可见光下对苯的光催化降解显示了很好的活性和稳定性。102、宽带隙p区金属氧化物

4、和氢氧化物Ga2O3,In(OH)3,InOOH,Sr2Sb2O7,ZnGa2O4等宽带隙p区金属半导体对苯系污染物的光催化降解具有优于商品TiO2的活性和稳定性。11Route1ThedirectholeoxidationThepolymerizationofbenzeneinthesurfaceofCatalystDeactivationRoute2TheHO•radicalsoxidationDegradationofbenzeneoverp-blocksemiconductorsmayproceedpreferentialviatheOHradicalroute.降解苯的不同途径1

5、2具有窄带隙的硫化物通常被认为是不稳定的，但是某些金属硫化物半导体如ZnIn2S4微球和Sb2S3纳米棒在光催化反应中显示出了一定的稳定性。3、硫化物光催化剂可见光下降解MO13对半导体实行固溶体化可以有效地调控其能带结构，同时在其结构中引入有利于光生载流子分离的一定程度的畸变与缺陷。因此固溶体是一类有潜力的可见光光催化材料。4、固溶体型光催化剂在In(OH)3中引入S形成In(OH)ySz固溶体，可成功地把In(OH)3的吸收移到可见光区，所得到的固溶体具有明显的可见光光催化活性。1410vol%triethanolamine(i)unmodifiedg-C3N4and(ii)3.0wt

6、%Pt-depositedg-C3N4.石墨化的C3N4在可见光下可有效地分解水制氢气。0.01MAgNO3，3.0wt%RuO2-loadedg-C3N4，pH=8-9(La2O30.2g)5、有机聚合物光催化剂g-C3N415Mesoporousg-C3N4(mpg-C3N4)werepreparedbysilica-templatedself-polymerizationrouteMesoporousg-C3N4(mpg-C3N4)分解水制氢气的活性明显提高。16Fe/g-C3N4canactivateH2O2anddegradeorganicpollutants（a)H2O2b)F

7、e/g-C3N4c)Fe2O3/H2O2(d)Fe/g-C3N4/H2O2(e)Fe/g-C3N4/H2O2/visiblelight(λ>420nm).DegradationofRhBundervisiblelightFe/g-C3N417二、新型光催化体系在Pt/TiO2和Pt/TiO2-xNx体系中引入微量的氢气，可以极大地提高其对苯的光催化性能。转化率低(<5%)矿化率低(<20%)快速严重失活C6H6(苯）(H