人教版九年级上册英语全册教案

半导体材料能作为光催化剂原因半导体材料能作为光催化剂是由其本身的光电特性所决定的。半导体粒子的能带结构,一般由低能的价带和高能的导带构成,价带和导带之间存在禁带。当能量大于或等于能隙的光(hv≥Eg)照射到半导体时,半导体微粒吸收光,产生电子-空穴对。电子-空穴对一般有皮秒的寿命,足以参与氧化还原反应,还原和氧化污染物。光致空穴具有很强的得电子能力,具有强氧化性,可夺取半导体颗粒表面有机物或溶剂中的电子,使原本不吸收光的物质被活化氧化。强氧化剂光生空穴和羟基自由基氧化有机物,生成有机自由基,接着在分子氧存在的情况下并氧化成氧自由基,这些中间体经过热力学反应进行氧化降解,成为水、二氧化碳以及矿化物。 在光照下,如果光子的能量大于半导体禁带宽度,其价带上的电子(e-)就会被激发到导带上,同时在价带上产生空穴(h+)。激发态的导带电子和价带空穴又能重新合并,并产生热能或其他形式散发掉。当催化剂存在合适的俘获剂、表面缺陷或者其他因素时,电子和空穴的复合得到抑制,就会在催化剂表面发生氧化—还原反应。价带空穴是良好的氧化剂,导带电子是良好的还原剂,在半导体光催化反应中,一般与表面吸附的H2O,O2反应生成氧化性很活波的羟基自由基(?OH)和超氧离子自由基(?O2-)。能够把各种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子,而且因为他们的氧化能力强,使一般的氧化反应一般不停留在中间步骤,不产生中间产物。