半导体光催化基础光催化剂课件•光催化技术简介•半导体光催化原理•光催化剂的制备方法•光催化剂的性能表征•光催化技术的应用实例•光催化技术的挑战与前景01光催化技术简介光催化技术的定义总结词光催化技术是一种利用光能驱动化学反应的环保技术，通过光催化剂材料吸收光能后产生光生电子和空穴，进而参与氧化还原反应实现物质转化。详细描述光催化技术是一种利用特定波长光能激发光催化剂产生电子和空穴，进而引发氧化还原反应的环保技术。光催化剂是一种在光照条件下能够激发产生电子和空穴的半导体材料，如TiO2、ZnO等。这些电子和空穴具有强还原和氧化能力，能够参与氧化还原反应，实现物质转化。光催化技术的应用领域要点一要点二总结词详细描述光催化技术广泛应用于空气净化、水处理、自洁材料、抗菌消毒等领域。光催化技术作为一种环保技术，具有广泛的应用前景。在空气净化方面，可以利用光催化剂去除室内空气中的甲醛、苯等有害气体；在水处理方面，可以利用光催化剂降解有机污染物、重金属离子等；在自洁材料方面，可以利用光催化剂实现表面自清洁；在抗菌消毒方面，可以利用光催化剂杀灭细菌、病毒等微生物。光催化技术的发展历程总结词光催化技术的发展经历了基础研究、技术成熟和应用拓展三个阶段。详细描述光催化技术的研究始于上世纪70年代，最初主要是对光催化反应机理的基础研究。随着技术的不断发展，进入90年代后，光催化技术逐渐走向成熟，并开始应用于实际生产中。目前，随着科研的深入和技术进步，光催化技术的应用领域不断拓展，成为一种备受关注的环境友好型技术。02半导体光催化原理半导体的基本性质010203半导体的定义半导体的分类半导体的特性半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，它们具有特殊的电学和光学性质。根据导电性能的不同，半导体可分为n型半导体和p型半导体。半导体具有可变带隙、热敏性、光敏性等特点，这些特性使得它们在光催化领域具有广泛的应用。半导体能带结构能带理论价带和导带能隙能带理论是描述固体中电子运动的模型，它把电子的运动状态分为不同的能带。价带是最高填满电子的能带，导带是最低未被填满电子的能带。能隙是价带顶和导带底之间的能量差，它决定了半导体的光学和电学性质。半导体光催化过程光催化过程定义参与反应的活性物种光催化过程是在光的照射下，半导体材料吸收能量，使得电子从价带跃迁到导带，从而产生电子-空穴对的过程。分离后的电子和空穴参与氧化还原反应，产生具有强氧化还原能力的活性物种，如羟基自由基和超氧离子。电子-空穴对的分离在光催化过程中，电子和空穴对在半导体内部或表面分离，分别向导带和价带移动。常见光催化剂ZnOZnO也是一种常用的光催化剂，它的能隙较宽，能够吸收可见光。TiO2TiO2是最常用的光催化剂，它具有稳定的化学性质、无毒、成本低等优点。CdSCdS是一种具有窄能隙的光催化剂，能够吸收近紫外光和可见光。03光催化剂的制备方法溶胶凝胶法总结词详细描述通过溶胶凝胶法制备的光催化剂具有较高的结晶度和纯度，但制备过程较为复杂。溶胶凝胶法是一种常用的光催化剂制备方法，通过将金属盐或金属醇盐溶液进行水解、聚合和缩聚反应，形成溶胶，再经蒸发干燥形成干凝胶，最后经过热处理得到光催化剂。该方法制备的光催化剂具有较高的结晶度和纯度，但制备过程较为复杂，需要严格控制反应条件。VS化学沉淀法总结词化学沉淀法制备的光催化剂成本较低，但纯度较低。详细描述化学沉淀法是一种常用的光催化剂制备方法，通过向金属盐溶液中加入沉淀剂，使金属离子形成沉淀物，再经过洗涤、干燥和热处理得到光催化剂。该方法制备的光催化剂成本较低，但纯度较低，需要进一步提纯。热解法总结词热解法制备的光催化剂具有较高的热稳定性和化学稳定性，但制备过程需要高温条件。详细描述热解法是一种常用的光催化剂制备方法，通过将有机金属盐或金属醇盐在高温下进行热解反应，得到光催化剂。该方法制备的光催化剂具有较高的热稳定性和化学稳定性，但制备过程需要高温条件，且原料成本较高。其他制备方法总结词除了上述方法外，还有多种其他制备光催化剂的方法，如水热法、微...
