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光催化反应实验研究光催化反应的效果光催化反应是一种利用光照条件下催化剂的作用，促进化学反应进行的过程。
在过去的几十年里，光催化反应已经成为研究的热点领域之一。
本文将讨论光催化反应实验研究光催化反应的效果，以及其在环境保护和能源领域的应用。
实验准备为了研究光催化反应的效果，我们首先要进行实验前的准备工作。
在实验室中进行光催化反应实验，需要准备催化剂、反应物和光源。
催化剂的选择是关键的一步。
通常来说，催化剂应具有良好的光吸收性能以及高的光催化活性。
常用的催化剂包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）等。
在实验中，我们选择了二氧化钛作为催化剂。
反应物的选择也很重要。
根据需求不同，反应物可以是有机物、无机物或气体等。
在本次实验中，我们选择了甲醛作为反应物，以观察光催化反应对甲醛分解的效果。
光源是实验中的另一个关键因素。
光催化反应需要有足够的光照强度来激发催化剂的光催化活性，从而促进反应进行。
我们使用了紫外灯作为光源，提供足够的紫外线辐射。
实验步骤经过实验准备后，我们进行了以下步骤来研究光催化反应的效果：1. 实验装置搭建：将紫外灯固定在实验室台架上，调整合适的光照位置和角度。
将经过清洗和干燥的反应器与催化剂放置在光源下，并连接好反应器与收集装置。
2. 反应条件设定：根据实验要求，设定反应温度、光照时间和甲醛浓度等反应条件。
保持其它条件不变，以保证实验的可比性。
3. 开始光催化反应：先点亮紫外灯，开始记录光源下的光照强度。
随后注入适量的甲醛溶液到反应器中，并开始计时。
实时记录反应器内的温度变化。
4. 数据记录与分析：在不同的光照时间下，定期取样，并经过特定的分析方法，如高效液相色谱等，来确定甲醛的降解效果。
同时，通过比较不同的反应条件，可以得出光催化反应的最佳条件。
实验结果与讨论通过实验，我们得到了一系列的实验数据。
根据实验结果，我们可以发现光催化反应对甲醛的分解具有良好的效果。
光催化剂在紫外光照射下，能够有效地降解甲醛，并将其转化为无害的物质。
一、实习背景随着科技的不断发展，新能源、环保等领域的研究逐渐成为热点。
光催化技术作为一种绿色、高效的环保技术，在能源转换、污染治理等方面具有广泛的应用前景。
为了深入了解光催化技术的研究与应用，我于2023年在XX大学光催化实验室进行了为期一个月的实习。
二、实习目的1. 学习光催化技术的基本原理和方法；2. 掌握光催化材料的制备和表征方法；3. 了解光催化技术在能源转换和污染治理中的应用；4. 提高自己的实验操作技能和科研素养。
三、实习内容1. 光催化技术的基本原理在实习期间，我首先学习了光催化技术的基本原理。
光催化技术是指利用光能激发催化剂，使光能转化为化学能，从而实现化学反应的过程。
光催化反应主要包括光吸收、激发、迁移、反应和复合等步骤。
2. 光催化材料的制备和表征在实验室导师的指导下，我参与了光催化材料的制备和表征工作。
我们主要采用溶胶-凝胶法、共沉淀法等方法制备光催化材料，并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）等手段对材料进行表征。
3. 光催化技术在能源转换和污染治理中的应用实习期间，我了解了光催化技术在能源转换和污染治理中的应用。
例如，光催化水分解制氢、光催化降解有机污染物等。
通过查阅文献资料，我深入了解了光催化技术在能源和环境领域的应用前景。
4. 实验操作技能和科研素养在实习过程中，我学会了如何操作实验室仪器设备，如XRD、SEM、EDS等。
同时，我还学会了如何查阅文献、撰写实验报告等科研基本技能。
四、实习总结1. 实习收获通过本次实习，我掌握了光催化技术的基本原理和方法，了解了光催化材料的制备和表征方法，熟悉了光催化技术在能源转换和污染治理中的应用。
此外，我还提高了自己的实验操作技能和科研素养。
2. 实习不足在实习过程中，我发现自己在实验操作方面还存在一些不足，如操作不够熟练、实验数据不够准确等。
此外，在查阅文献和撰写实验报告方面，我也需要进一步提高。
3. 改进措施针对实习过程中的不足，我将在以下方面进行改进：（1）加强实验操作训练，提高实验技能；（2）多阅读相关文献，提高自己的科研素养；（3）加强与导师和同学的沟通交流，学习他们的经验和技巧。
一、实验目的1. 了解光催化反应的基本原理和实验方法。
2. 掌握TiO2光催化剂的制备及其光催化活性评价。
3. 研究不同光源对光催化反应的影响。
4. 分析光催化反应过程中反应物和产物的变化。
二、实验原理光催化反应是利用光能激发半导体材料产生电子-空穴对，从而实现有机物降解的过程。
本实验采用TiO2作为光催化剂，通过紫外光照射，使TiO2表面产生电子-空穴对，进而催化有机污染物降解。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：甲基橙、TiO2、乙醇、无水乙醇、盐酸、蒸馏水等。
2. 实验仪器：紫外可见分光光度计、光反应器、磁力搅拌器、烧杯、移液管、锥形瓶、滴定管等。
四、实验步骤1. TiO2光催化剂的制备：将TiO2粉末与无水乙醇按质量比1:10混合，超声分散30分钟，然后置于60℃水浴中搅拌反应2小时，冷却后过滤、洗涤、干燥，得到TiO2光催化剂。
2. 光催化反应：将一定量的甲基橙溶液置于光反应器中，加入一定量的TiO2光催化剂，在紫外光照射下反应一定时间，每隔一段时间取样，测定甲基橙的吸光度。
3. 光催化活性评价：分别以紫外光、可见光和黑暗条件下进行光催化反应，比较不同光源对光催化反应的影响。
4. 反应物和产物分析：通过紫外可见分光光度计测定甲基橙和反应产物的吸光度，分析光催化反应过程中反应物和产物的变化。
五、实验结果与分析1. 光催化反应速率：随着反应时间的延长，甲基橙的吸光度逐渐降低，说明TiO2光催化剂对甲基橙具有光催化降解作用。
2. 不同光源对光催化反应的影响：紫外光照射下，甲基橙的降解速率明显快于可见光和黑暗条件，说明紫外光对光催化反应具有促进作用。
3. 反应物和产物分析：紫外光照射下，甲基橙的降解产物主要为CO2、H2O和少量有机酸，表明TiO2光催化剂对甲基橙具有高效降解作用。
六、实验结论1. TiO2光催化剂对甲基橙具有高效光催化降解作用。
2. 紫外光照射可显著提高TiO2光催化剂的光催化活性。
光催化分解汽车尾气沥青路面材料应用技术研究（120字以内）：研究获得利用可见光进行汽车尾气分解的改性二氧化钛光催化剂，研究其掺加方式及掺量对催化剂效能发挥的影响，并创建室外汽车尾气降解效果评价体系模型，将该改性光催化剂负载到路面材料中开发可降解汽车尾气的路面材料，减少汽车尾气排放造成的大气污染。
一、项目立项依据（包括国内外技术发展现状、技术瓶颈和发展趋势，知识产权情况,项目对福建科技、经济和社会发展的作用及产业化前景，2000字内）1、项目的背景汽车尾气的排放是造成城市大气污染的主要原因之一，并且会对人类健康构成极大的危害。
汽车尾气中含有大量的有害物质，包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，其中氮氧化物也是形成酸雨的重要原因之一。
据福建省环境保护厅发布的《2015年福建省环境状况公报》显示：全省2015年降水的PH值年均值为5.17,较上年上升0.06；酸雨出现频率为40.5%。
目前，福建省改善汽车尾气污染主要途径是推广清洁能源以及对“黄标车”的限制等,这些方法多数都集中在汽车本身和燃油消耗上,但是从道路铺装角度去减少汽车尾气污染的研究几乎处于空白状态。
由于机动车的排气管与路面很接近，排出的大量尾气首先与路面接触，如果能开发出降解汽车尾气的路面铺装材料•，这将是一个很好的解决汽车尾气污染的途径。
研究发现：纳米TiCh光催化材料在紫外光的照射下，通过光能转化为化学能，可以将污染物完全催化氧化为无害物质。
该材料与其他光催化材料相比具有无毒、环境友好、具有较强的氧化还原能力等特点，成为最具有前途的绿色环保催化剂。
本文将纳米TiO2光催化剂负载到路面材料中，开发出可降解汽车尾气的路面材料•，从而达到在光照条件下将汽车尾气中一•氧化碳和碳氢化合物降解为水和二氧化碳、氮氧化物降解为无害的硝酸盐的目的。
2、国内外研究2.1国外研究现状光催化是催化化学、光电化学、半导体物理、材料科学和环境科学等多学科交叉的新兴研究领域。
光催化实验报告范文摘要：本实验旨在研究光催化技术在有机废水处理中的应用。
通过制备不同光催化剂并对其性能进行测试，评估其在降解有机废水中的效果。
实验结果表明，光催化剂对有机废水具有良好的降解效果，具有很大的应用潜力。
引言：随着工业化进程的不断加快，大量有机废水的排放严重污染了环境。
传统的污水处理方法存在着效率低、成本高等问题。
而光催化技术则是一种高效、环保的废水处理方法。
光催化技术利用光催化剂在光照条件下产生的活性氧，对废水中的有机污染物进行降解。
本实验旨在制备不同光催化剂，并研究其在有机废水处理中的应用效果。
材料与方法：1.实验仪器：紫外可见分光光度计、反应器、恒温槽等。
2.实验材料：四氯化钛、二氧化钛、氧化锌等。
3.实验步骤：1)制备光催化剂：分别称取四氯化钛、二氧化钛和氧化锌，经过预处理后，放入反应器进行高温处理得到相应的光催化剂。
2)有机废水处理：将制备好的光催化剂分别加入预先准备好的有机废水中，通过紫外可见分光光度计对废水中有机物的降解情况进行监测。
3)确定最佳条件：对不同光催化剂在不同条件下的性能进行比较，包括光照强度、催化剂浓度、废水初始浓度等。
结果与讨论：实验结果显示，不同的光催化剂对有机废水的降解效果有显著差异。
其中，二氧化钛催化剂表现出最佳的性能，在一定条件下能达到较高的降解率。
而氧化锌催化剂的降解效果较差。
这可能是由于二氧化钛的能带结构和吸附效能更适合废水中有机物的降解。
通过比较不同条件下的效果，确定了最佳的光照强度和催化剂浓度，以及废水初始浓度。
随着光照强度和催化剂浓度的增加，废水中有机物的降解率也随之提高。
而废水初始浓度对降解效果的影响较小。
结论：本实验通过制备不同光催化剂，并对其在有机废水处理中的效果进行评估，得出了以下结论：1.光催化技术可以有效地降解有机废水。
2.不同的光催化剂对有机废水的降解效果有显著差异，其中二氧化钛催化剂具有较好的性能。
3.光照强度和催化剂浓度对降解效果有显著影响，而废水初始浓度对降解效果的影响较小。
光催化剂除甲醛研究报告
光催化剂除甲醛研究报告
摘要：
甲醛是一种常见的室内空气污染物，对人体健康有害。
光催化剂除甲醛是一种有效的净化空气的方法。
本研究从选择适宜的光催化剂入手，通过比较不同光催化剂对甲醛的降解效果，探究了光催化剂对甲醛去除的影响因素。
实验方法：
选择了几种常用的光催化剂，包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）和硫化铁（FeS），比较了它们在去除甲醛方面的效果。
在实验中，将光催化剂溶液喷洒到玻璃表面，并在不同光照条件下放置一定时间后，采用气相色谱法测试甲醛浓度的变化。
结果分析：
实验结果显示，三种光催化剂在光照条件下均可以有效降低甲醛浓度。
其中，二氧化钛的降解效果最好，再次是二氧化锌，硫化铁的效果相对较弱。
不同光照条件下，光催化剂的去除效率也有所差异。
在强光照射下，光催化剂的去除效果更好。
讨论：
光催化剂去除甲醛主要是通过光催化反应生成活性氧物种进而降解甲醛分子。
二氧化钛具有较好的光催化性能，能够吸收可见光和紫外光，对甲醛具有良好的降解效果。
二氧化锌和硫化铁在降低甲醛方面的效果相对较差，可能是由于其光催化活性
较弱的原因。
结论：
本研究表明，光催化剂可以有效降低室内空气中甲醛的浓度。
二氧化钛是一种较为优良的光催化剂，可以用于甲醛的去除。
未来的研究可以进一步探讨光催化剂的优化和应用于实际空气净化设备中的可行性。
第1篇一、实验目的1. 了解人工光合成的原理和过程。
2. 掌握人工光合成实验的操作步骤。
3. 研究不同光催化剂对人工光合成效率的影响。
4. 分析实验结果，探讨人工光合成的应用前景。
二、实验原理人工光合成是指利用光催化剂在人工条件下模拟自然光合作用，将光能转化为化学能的过程。
其基本原理是：光催化剂在光照下吸收光能，产生电子-空穴对，电子-空穴对通过电子传递链传递到催化剂表面，参与氧化还原反应，最终实现化学能的储存。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 光催化剂：TiO2、ZnO、CdS等- 水溶液：KCl、NaNO3、葡萄糖等- 光源：300W氙灯- 电化学工作站- 恒温水浴槽- 光度计- 移液器- 烧杯- 电流计- 电压计2. 实验仪器：- 光合作用装置- 气密反应器- 真空泵- 惰性气体罐四、实验步骤1. 准备实验材料：称取一定量的光催化剂，溶解于水中，配制成一定浓度的溶液。
2. 设置实验装置：将光催化剂溶液倒入气密反应器中，加入一定量的KCl、NaNO3、葡萄糖等水溶液，连接电化学工作站。
3. 启动光源：打开300W氙灯，照射反应器中的溶液。
4. 测量光电流：记录电流计和电压计的读数，分析光电流与光照强度的关系。
5. 变化光催化剂：更换不同类型的光催化剂，重复步骤3和4，比较不同光催化剂的光合效率。
6. 控制变量实验：在光照强度、反应器温度等条件下，探究光催化剂的稳定性。
五、实验结果与分析1. 光电流与光照强度的关系：随着光照强度的增加，光电流也随之增加，表明光催化剂的光合效率与光照强度呈正相关。
2. 不同光催化剂的光合效率：实验结果表明，CdS的光合效率最高，其次是ZnO和TiO2。
3. 光催化剂的稳定性：经过多次光照，CdS的光催化剂活性保持稳定，而ZnO和TiO2的光催化剂活性略有下降。
六、结论1. 人工光合成实验成功实现了光能向化学能的转化。
2. CdS是人工光合成实验中效果最佳的光催化剂。
光催化降解甲基橙实验报告详解实验目的：本实验旨在通过光催化技术研究甲基橙在紫外光照射下的降解效果，并探讨光催化剂的种类对甲基橙降解率的影响。
实验原理：光催化是利用光照射下的光催化剂，通过产生活性氧化物来降解有机污染物的技术。
在本实验中，我们选用了双氧水和二氧化钛作为光催化剂，紫外光作为激发光源。
实验方法：1.实验前准备：将甲基橙溶液通过稀释至所需浓度，并将光催化剂溶液制备好。
2.实验操作：按照不同的实验方案，将甲基橙溶液和光催化剂溶液混合，然后分别在紫外光照射下进行降解反应。
3.实验记录：在一定时间间隔内，取出一定量的样品，通过紫外可见分光光度计测定其吸光度，并根据标准曲线计算出甲基橙的浓度。
实验结果：实验结果显示，在紫外光照射下，无论是使用双氧水还是二氧化钛作为光催化剂，甲基橙的降解率均呈现出增加的趋势。
随着反应时间的延长，甲基橙的浓度逐渐下降。
在使用双氧水时，降解率先快速增加，然后趋于平缓，在60分钟后达到最大值。
而在使用二氧化钛时，降解率也呈现出类似的趋势，但达到最大值的时间延后到了90分钟。
实验讨论：1.产生活性氧化物：在紫外光照射下，光催化剂吸收光能并产生活性氧化物，例如羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2^-）。
这些活性氧化物能够与甲基橙分子发生氧化还原反应，从而使其降解。
2.活性氧化物的生成机制：在使用双氧水作为光催化剂时，紫外光能够使双氧水分解成羟基自由基，而这些羟基自由基是甲基橙降解的主要活性氧化物。
而在使用二氧化钛作为光催化剂时，紫外光能够使二氧化钛表面产生电子空穴对，这些电子空穴能够与水分子发生反应，生成羟基自由基。
因此，双氧水和二氧化钛均能有效降解甲基橙。
3.光催化剂选择：在本实验中，二氧化钛在降解甲基橙方面的效果稍好于双氧水。
这可能是因为二氧化钛具有较大的比表面积和较好的光吸收性能，能够提供更多的活性氧化物产生位点。
结论：本实验通过光催化技术研究了甲基橙在紫外光照射下的降解效果，并发现双氧水和二氧化钛均能有效降解甲基橙。
科研单位项目汇报材料尊敬的各位评审专家：您好！我是来自某科研单位的研究人员，我在此向各位汇报我们的科研项目进展情况，并希望能得到您的宝贵意见和建议。
一、项目背景和目标在现代科技的发展下，我们面临着日益严峻的环境问题和资源短缺问题。
为了解决这些问题，我们的项目旨在寻找新的绿色能源和推动可持续发展。
通过开展深入的研究，我们的目标是开发出一种高效的新能源技术，并推广应用于工业生产和生活中，以降低对传统能源的依赖，减少温室气体排放和资源消耗。
二、研究内容和方法为了实现以上目标，我们的研究内容主要包括以下几个方面：1.新能源材料的开发与合成：我们致力于开发并合成新的能源材料，包括太阳能电池材料、储能材料和光催化材料等。
我们采用先进的合成方法和表征技术，通过改变材料的结构和性能，提高其能源转化效率和循环可再生能力。
2.能源转化和存储技术研究：我们深入研究能源的转化和储存过程，通过改进材料和器件的设计，提高其能源转化效率和能源存储容量。
我们关注于太阳能光电转换、电池储能和水分解制氢等方面的研究。
3.系统集成和优化：我们将研究所得的新能源材料和技术进行系统集成和优化，以提高整个能源系统的性能和效率。
我们探索不同的能源系统领域，包括城市能源供应、工业生产和家庭应用等，以实现能源的高效利用和清洁产生。
三、成果和进展情况在过去的一年中，我们团队经过不懈努力，取得了一些重要的研究成果。
以下是我们取得的几个重要进展：1.成功开发出一种新型太阳能电池材料，其转化效率较传统太阳能电池有了显著提高。
2.研发出一种高性能的储能材料，能实现较长时间的能源存储和快速释放。
3.通过改良光催化材料的性能，实现了高效的水分解制氢过程。
4.构建了一个可持续能源系统的实验平台，用于验证新能源材料的性能和可行性。
四、展望和未来计划未来，我们将继续深入研究，力争在新能源领域取得更加重要的突破和成果。
具体计划包括：1.进一步提高新能源材料的性能和稳定性。
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项目报告书
光催化材料的研究概况
摘要：
光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术．它在去除空气中有害物质,废水中有机污染物的光催化降解,废水中重金属污染物的降解，饮用水的深度的处理，除臭，杀菌防霉等方面都有重要作用，但是作为新功能材料，它也面临着很多局限性：催化效率不高，催化剂产量不高，有些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。
但是我们也应当看到他巨大的发展潜力和市场利用价值，作为处理环境污染的一种方式，它以零二次污染，能源消耗为零，自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。
本文主要综述了光催化反应基本原理、新型光催化材料开发策略及研究进展。
分析了提高光催化材料量子效率的关键所在及开展新型光催化材料研究工作的重要性，展望了该领域的未来发展方向。
关键词：光催化原理、光催化材料、研究与开发
正文：光催化的由来
早在1839年，Becquerel 就发现了光电现象，然而未能对其进行理论解释。
直到1955年，Brattain和Gareet 才对光电现象进行了合理的解释，标志着光电化学的诞生。
1972年，日本东京大学Fujishima和Honda研究发现，利用TiO2单晶进行光催化反应可使水分解成氢和氧。
这一开创性的工作标志着光电现象应用于光催化分解水制氢研究的全面启动。
在过去40年里，人们在光催化材料开发与应用方面的研究取得了丰硕的成果
光催化材料
光催化材料是指在光作用下可以诱发光氧化一还原反应的一类半导体材料。
世界上能作为光催化材料的有很多，包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。
例如光催化净化空气：
图表1 光催化涂料
光催化材料对净化空气具有以下功效：
具有光催化降解甲醛、苯、氨等有害气体的功效。
具有抗污、屏蔽紫外线功效。
拥有持续有效的杀菌效果，无需另外添加抗菌剂。
实验证明1% 纳米二氧化钛浓度,自然光照射下作用24h对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌黑色变种芽孢的抗菌率分别为97.7% ,99.7%,88.2%;在不同温度、pH和光源条件下纳米二氧化钛均表现出很好的抗菌效果。
光催化材料的基本原理
当入射光能量等于或高于半导体材料的禁带宽度时，半导体材料的价带电子受激发跃迁至导带，同时在价带上产生相应的空穴，形成电子空穴对；光生电子、空穴在内部电场作用下分离并迁移到材料表面，进而在表面处发生氧化一还原反应。
吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。
而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。
图表2 光催化材料的基本过程
影响光催化反应的关键因素
研究表明无论是光催化分解水还是光催化环境净化，二者均需要半导体具有合适的导价带位置以保证光激发的电子一空穴具有匹配的还原一氧化能力发生光催化反应。
通常，光催化反应较为复杂，受诸多因素制约，这些影响因素可以大致归为两类：
光催化材料本身的光生载流子激发、分离、输运行为
制约光催化反应发生的多相界面作用行为
新型高效光催化材料及其满足的条件
为了与传统的TiO2，SrTiO3等仅具有紫外光响应的光催化材料相区别，人们称具有可见光响应的光催化材料为新型高效光催化材料。
新型高效光催化材料满足的条件：
半导体适当的导带和价带位置，在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化性能，在光解水应用中，电位必须满足产H2和产O2的要求。
高效的电子-空穴分离能力，降低它们的复合几率。
可见光响应特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能的4%，如何利用可见光乃至红外光能量，是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。
光催化材料开发现状与研究方法
目前国内外光催材料的研究多数停留在二氧化钛及相关修饰,尽管这些工作卓有成效，但是在规模化利用太阳能方面还远远不够。
光催化研究的关键问题之一是发展能够在太阳光下高效工作的稳定、低成本半导体光催化材料。
研究方法：
图表3 新型光催化材料的研究方法
掺杂改性：元素掺杂可以通过轨道杂化有效地改变半导体的导价带位置。
半导体光催化材料掺杂改性主要有3种方式：调控导带位的阴离子掺杂、调控价带位的阳离子掺杂以及共掺杂。
阴离子掺杂主要采用B，C，N，S和P等非金属元素的P轨道和氧化物半导体中的O：P轨道杂化提高其导带位置，从而使一些宽带隙半导体具有可见光响应；阳离子掺杂则多采用Cr，Ni，Fe，V等具有3d电子轨道的过渡族金属在宽带隙氧化物半导体的带隙中插入一个能带使其获得可见光响应；上述两种掺杂方式一般遵循原子比例平衡原则。
共掺杂则在遵循原子比例平衡条件下兼顾化合价态平衡，以阴、阳离子共掺同时调整半导体的导、价带位置，改变能带结构，改善光催化活性。
对传统光催化材料的掺杂改性主要以TiO2为代表。
复合半导体：复合半导体光催化材料目前主要有两大类：固溶体和异质结。
利用两种半导体形成固溶体，其性质随各个组元在固溶体中所占百分比而变化，可以实现对半导体带隙的连续可调，因而固溶体半导体光催化材料近年来得到了广泛发展。
固溶体光催化材料按照能带调控可以归为三类：导带连续调控、价带连续调控以及双带同时调控。
光敏化：是指将具有可见光响应的有机染料如Ru(bpy)3；以物理或者化学吸附方式与半导体氧化物相互作用，建立电性耦合有效地进行电荷转移，形成有机一半导体复合型光催化材料。
物理机制是敏化剂在光作用下呈激发态并将电子注入到半导体的导带参与光催化反应。
新型光催化材料开发
目前，新型光催材料设计方法主要以量子化学计算方法为主。
借助于理论计算可以清晰地了解半导体光催化材料电子结构、能带信息以及光催化反应影响因素。
利用这一方法已成功地研究了元素掺杂、取代对光催化材料性能影响的物理机制，并由此设计出一批新型光催化材料：
多元氧化物
氮化物与氮氧化物
硫化物
聚合物
新兴光催化材料
图表4 新型光催化材料
图表5 Polymer g-C3N4的结构
结束语
需要说明的是，目前高效光催化材料开发仍然存在很多难题。
针对这些难题，迫切需要从光催化物理本质出发，以先进的实验技术手段揭示影响光催化反应过程的关键因素所在。
深化对于光催化反应机制的认识，由宏观的、定性的描述到微观的、定量的研究，对光吸收、电子空穴激发和输运过程以及界面动力学过程进行综合研究，阐明能量传递和转换的机制，以指导如何高效地发挥现有光催化材料的催化活性和开发高量子效率的光催化材料。
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