BiOX系纳米晶的制备及光催化性能研究(3)
关于半导体光催化剂，研究得最多的是n型半导体材料（当前以TiO2的使用最为广泛），此类材料具有独别的能带结构，这是其区别于金属或绝缘材料的关键，即在价带(ValenceBand，VB)和导带(ConductionBand，CB)之间存在一个禁带(ForbiddenBand，BandGap)。式K=1240/Eg(eV)是半导体的光吸收阈值与带隙的关系式，由此可见，吸收波长阈值位于紫外光范围内的半导体的带隙都比较宽。当照射到半导体上的光的能量超过半导体的吸收阈值时，处于半导体价带的电子就会发生带间跃迁，即电子从价带跃迁到导带，从而产生空穴一电子对，也就是我们常说的空穴(h+)与光生电子(e-)。而产生的电子将被吸附在纳米颗粒表面的溶解氧所俘获，溶解氧加上光生电子后可以形成超氧负离子，空穴则可以将吸附在催化剂表面的OH—和H2O氧化成氢氧自由基。具有强氧化性的超氧负离子和氢氧自由基能利用自身的优势将绝大部分的有机物催化氧化，使其降解为成无毒无污染的无机小分子H2O和CO2 [2-3]，它们甚至还能彻底地分解掉某些无机物。在紫外或可见光的照射下，半导体光催化剂能够通过水的裂解而获得所需的氢能[4]，也因其能够把太阳能转换为化学能而被广泛地应用于太阳能电池中 [5]。