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光電催化能起到什么作用
發(fā)布時(shí)間：2023-04-26 瀏覽量：2709
當(dāng)前，全世界都在努力利用太陽能進(jìn)行能源轉(zhuǎn)化、環(huán)境保護(hù)和水凈化，其中光催化起著至關(guān)重要的作用。隨著人們對(duì)光催化技術(shù)的進(jìn)一步研究，粉末光催化劑難回收、不易分離、光生載流子復(fù)合率高始終是光催化降解過程中的難點(diǎn)問題。光電催化(PEC)基于光催化技術(shù)，利用光電協(xié)同作用能有效促進(jìn)光生電子-空穴對(duì)的分離，具有易分離、回收等優(yōu)點(diǎn)。研究表明，光生電荷可以通過對(duì)半導(dǎo)體材料施加一定的偏壓而進(jìn)行分離，同時(shí)，光生載流子的壽命也將大幅提高，最終，光催化效率得到有效改善，這種技術(shù)被稱為電化學(xué)輔助的光催化技術(shù)，又稱光電催化技術(shù)。目前，光電催化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污染物的降解、二氧化碳還原、水氧化以及產(chǎn)氫等領(lǐng)域。
有機(jī)碳材料(石墨烯、g-C3N4、碳點(diǎn)等)具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，它們易于通過元素?fù)诫s、構(gòu)造缺陷、接枝官能團(tuán)等方式對(duì)其進(jìn)行表面化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)控，將其與半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合，有機(jī)碳材料與半導(dǎo)體的界面相互作用，不僅能提高半導(dǎo)體的光響應(yīng)性能，提高光生載流子遷移特性，還能改善半導(dǎo)體的吸附性能和催化活性位點(diǎn)，進(jìn)而提高半導(dǎo)體的光電催化性能。因此，有機(jī)碳材料在光電催化降解污染物、光電催化制氫及產(chǎn)氧、光電催化還原二氧化碳等領(lǐng)域中表現(xiàn)出誘人的前景。要想進(jìn)行進(jìn)一步的研究必須深入了解其在光電催化領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)。但對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性介紹的文章相對(duì)較少。本文簡單介紹了幾種常用的有機(jī)碳材料，總結(jié)了它們在光電催化系統(tǒng)中的五種作用，并分別進(jìn)行了闡述，最后提出了目前有機(jī)碳材料在光電催化領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)，為碳基化合物在光電催化領(lǐng)域的進(jìn)一步深入研究提供重要的理論基礎(chǔ)。
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