下载文档原格式
新型光电催化反应研究进展随着环境污染问题日益严重，人们开始更加关注环保技术的研究和应用。
在这其中，光电催化反应技术是一种被广泛关注和研究的技术，它具有环保、高效、可持续等特点，被认为是未来环保技术的发展方向之一。
本文将介绍新型光电催化反应研究的进展和应用前景。
一、什么是光电催化反应技术光电催化反应技术是一种将光能转化成电能，并最终催化化学反应的技术。
其基本原理是光照射所激发出的光子，使得半导体表面的电子被激发，产生导电性，这些激发的电子和空穴在光电极表面不断传递，直到达到催化剂表面，从而使得化学反应发生。
光电催化技术可以应用于环境治理、化学合成、能源利用等领域。
二、新型光电催化反应研究进展1.纳米材料在光电催化反应中的应用光电催化反应技术中使用的光电极通常由半导体材料构成，而纳米材料作为半导体材料中的一种，因其具有较大的比表面积、可控性和可重复性等特点而被广泛应用。
目前，不同形状、尺寸的纳米材料如氧化锌纳米棒、二氧化钛纳米管等的光电催化反应能力也被不断研究和改善。
2.新型光催化剂的研究光催化剂是光电催化反应过程中需要的关键物质，目前已经发现许多光催化剂如Pt、Pd、Au等能够促进光电催化反应中一些关键步骤的发生。
近年来，很多科学家也致力于研究新型的光催化剂如红外光响应型催化剂、多金属催化剂等，以提高光电催化反应的效率和选择性。
3.光电催化反应在环境治理中的应用光电催化反应技术在环境治理中有着广泛的应用前景。
如：二氧化碳的催化还原、催化降解有机污染物、除臭、除烟霾和水处理等等。
例如，光电催化反应可以降解污水中的有机物，同时还能将其中的有害物质光解为更稳定的物质，从而避免污染的扩散。
三、新型光电催化反应技术的应用前景目前，光电催化反应技术的研究日渐成熟，其在环境治理、能源利用、化学合成等领域的应用前景非常广阔。
相比传统的环保技术，光电催化反应技术具有不需要使用大量的能量、反应过程中产生的固体废物量少等优点，将为人类未来可持续发展提供新的思路。
mof光催化综述MOF光催化综述近年来，金属有机框架（MOF）作为一种新型催化剂材料，在光催化领域受到了广泛关注。
MOF光催化具有高效、可控和环境友好等优点，因此在能源转化、环境净化和有机合成等领域有着广阔的应用前景。
本文将综述MOF光催化的研究进展和应用，旨在为读者提供一个全面了解MOF光催化的视角。
我们将介绍MOF的基本概念和结构特点。
MOF是由金属离子（或簇）与有机配体通过配位键连接而成的晶体材料。
其具有高度有序的孔道结构和可调控的化学成分，为其在光催化反应中提供了良好的催化性能。
MOF材料的孔道结构可以用于吸附和传递反应物分子，从而提高光催化反应的效率。
我们将重点介绍MOF光催化在能源转化领域的应用。
MOF光催化在太阳能光电转化、水分解和二氧化碳还原等方面展示出了巨大的潜力。
例如，MOF材料可以作为光催化剂用于光电化学水分解，将太阳能转化为氢气和氧气。
此外，MOF光催化还可以应用于光催化还原二氧化碳，将其转化为有机化合物，实现CO2的高效利用。
然后，我们将讨论MOF光催化在环境净化领域的应用。
MOF材料具有高度有序的孔道结构和可调控的化学成分，使其在环境污染物的吸附和降解方面表现出优异的性能。
例如，MOF光催化剂可以用于光催化降解有机污染物，如有机染料和有机废水。
此外，MOF材料还可以用于吸附和释放气体污染物，如甲醛、苯等。
我们将介绍MOF光催化在有机合成领域的应用。
MOF材料作为催化剂可以在有机合成反应中发挥重要作用。
例如，MOF光催化剂可以用于光催化有机合成反应，如光催化氧化反应和光催化还原反应。
此外，MOF材料还可以作为催化剂的载体，用于固定其他催化剂，提高催化反应的效率和选择性。
MOF光催化作为一种新型催化剂材料，在能源转化、环境净化和有机合成等领域具有广阔的应用前景。
MOF材料的高度有序的孔道结构和可调控的化学成分为其在光催化反应中提供了良好的催化性能。
通过进一步的研究和开发，MOF光催化有望在解决能源和环境问题方面发挥重要作用。
光催化材料最新研究进展1.简介当今世界正面临着能源短缺和环境污染的严峻挑战,解决这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫切需要。
中国既是能源短缺国，又是能源消耗大国。
近年来，伴随社会经济的快速发展，中国石油对外依存度不断攀升,已经严重影响国家经济健康发展和社会稳定，并威胁到国家能源安全。
同时，石油等化石能源的过度消耗导致污染物大量排放，加剧了环境污染，尤其是我国近年来雾霾天气的频繁出现，严重影响了人民的生活和身体健康，开发和利用太阳能是解决这一难题的有效方法之一。
我国太阳能资源十分丰富，每年可供开发利用的太阳能约1.6×1015W，大约是2010年中国能源消耗的500倍。
从长远看，太阳能的有效开发与利用对优化中国能源结构具有重大意义。
然而太阳能存在能量密度低、分布不均匀、昼夜/季节变化大、不易储存等缺点。
如图1所示，光催化技术可以将太阳能转换为氢能。
氢能能量密度高、清洁环保、使用方便，被认为是一种理想的能源载体。
目前氢能的利用技术逐渐趋于成熟，以氢气为燃料的燃料电池已开始实用化，氢气汽车和氢气汽轮机等一些“绿色能源”产品已开始投入市场。
氢利用技术的成熟提高了对制氢技术快速发展的要求。
高效、低成本、大规模制氢技术的开发成为了“氢经济”时代的迫切需求。
自20世纪70年代日本科学家利用TiO2光催化分解水产生氢气和氧气以来，光催化材料一直是国内外研究的热点之一。
光催化太阳能制氢方法是一种成本低廉、集光转换与能量存储于一体的方法，该领域的研究越来越受到各国的广泛关注。
国际上光催化材料研究竞争十分激烈。
光催化材料不仅具有分解水制氢的功能,而且具有环境净化功能。
利用光催化材料净化空气和水已成为当今世界引人注目的高新环境净化技术。
太阳能转换效率是制约光催化技术走向实用化的关键因素之一，光催化材料的光响应范围决定了太阳能转换氢能的最大理论转化效率。
光催化领域经过40余年的发展和积累，正孕育着重大突破，光催化太阳能转换效率不断提高，光催化技术正处于迈向大规模应用的关键阶段，国际竞争十分激烈。
光催化剂还原CO2反应的研究进展和前景摘要：近年来全球变暖成为了世界范围内十分突出的环境问题，而导致全球变暖的直接原因便是CO2排放。
本文对光催化剂还原CO2反应的研究进展进行了综合性的阐述，并对光催化剂还原CO2反应的前景进行了分析。
关键词：光催化剂CO2 研究发展引言从二氧化碳的化学性质来看，它并不属于活泼气体，其惰性较大，这就给活化二氧化碳带来了很大的困难。
在以往还原二氧化碳的过程中一般是通过加氢还原，但是在这个过程中需要加入大量的催化剂。
例如在二氧化碳甲烷化的过程中一般是使用金属作为催化剂如铁和镍等，另外二氧化硅和氧化铝也是良好的催化剂。
上述方法还原二氧化碳虽然具有较好的效果，但是相对而言需要较为严格的化学条件，同时还要耗费大量的氢气。
而通过光催化剂对二氧化碳进行还原其条件仅仅需要光照即可，并不需要还原气体。
光催化剂还原CO2并不会产生有害气体，也不需要消耗电能以及热能，操作也较为简便，不会带来二次污染。
从发展趋势来看光催化剂给二氧化碳还原带来了良好的技术支持，在未来光催化剂还原CO2将得到巨大的发展空间[1]。
一、光催化剂还原CO2反应机理分析在使用光催化剂对二氧化碳还原的过程中是利用光触媒来引发反应。
在这过程中光触媒具备了催化剂的作用，但是又与催化剂存在着一定的区别。
在光照射条件下它本身并不会出现变化，但是却能够促使新化学反应进行。
通过光能转换作用将光能转变为化学能以此来发挥催化作用。
目前二氧化钛是较为常见的光催化剂，在光照条件下二氧化钛中的价带电子将会被激活并产生跃迁活动，在光的激发条件之下会产生电子以及空穴，而因为产生的两者具有的还原性和氧化性的活性位点迁移至TiO2表面与表面吸附的CO2和H2O发生反应。
然而当空穴夺取水中的电子使其变成有强氧化型的HO·和H+，此时CO2作为电子受体被还原为强氧化型的二氧化碳负离子自由基，过程如下：H2O + h+ →HO· + H+CO2 + e- →·CO2-二氧化碳负离子自由基通过进一步与氢离子，光生电子结合生成甲酸等等碳氢化合物[2]。
分子印迹光催化材料的制备及其选择性去除抗生素和重金属性能研究分子印迹光催化材料的制备及其选择性去除抗生素和重金属性能研究摘要：分子印迹光催化材料是一种具有高度选择性和高效性的材料，其在环境治理和生命科学领域有着广泛的应用潜力。
本文将详细介绍分子印迹光催化材料的制备方法，并探讨其在选择性去除抗生素和重金属离子方面的研究进展。
1. 引言抗生素和重金属离子的大量排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
传统的水处理方法通常无法有效去除这些污染物，因此寻找高效、低成本、可重复利用的新型材料具有重要意义。
分子印迹光催化材料正是近年来出现的一种具有潜在应用的材料。
2. 分子印迹光催化材料的制备方法分子印迹光催化材料的制备方法主要包括聚合、交联、除模以及表面修饰等步骤。
首先，选择合适的模板分子，如抗生素和重金属离子。
然后，在模板分子的存在下，将功能单体和交联剂通过聚合反应合成聚合物。
随后，通过除模步骤去除模板分子，形成模板空位。
最后，通过表面修饰方法对材料进行改性，增强其吸附性能和光催化活性。
3. 分子印迹光催化材料的选择性去除抗生素抗生素的滥用和排放导致了水体中抗生素的污染，给生态系统和人类健康带来了巨大威胁。
采用传统的水处理方法往往难以彻底去除抗生素。
分子印迹光催化材料的选择性吸附和降解性能使其成为一种有效的去除抗生素的方法。
通过适当选择功能单体和反应条件，可以增强材料对目标抗生素的吸附能力，并通过光催化降解达到彻底去除的目的。
4. 分子印迹光催化材料的选择性去除重金属离子重金属离子的存在对水体和土壤的污染问题引起了人们的广泛关注。
分子印迹光催化材料具有高度选择性和高吸附活性，可以实现对重金属离子的高效去除。
通过选择合适的功能单体和交联剂，可以制备出具有特定亲和性的分子印迹光催化材料，实现对目标重金属离子的高效吸附和去除。
5. 实验结果与讨论本研究中，我们以纳米级的二氧化钛作为催化材料，选择抗生素和重金属离子作为模板分子，成功合成出具有高选择性和高催化活性的分子印迹光催化材料。
二硫化钼光催化产物
二硫化钼（MoS2）是一种重要的光催化材料，在水分解、CO2还原、有机物降解等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍二硫化钼光催化产物的研究进展。
首先，二硫化钼的光催化产物主要包括氢气、甲烷、甲醇等。
在水分解反应中，二硫化钼可以吸收光能，并将其转化为化学能，从而催化水分子的电解，产生氢气和氧气。
研究表明，二硫化钼的光催化活性与其表面的活性位点密切相关，而这些位点可以通过调控二硫化钼的晶体结构、形貌和表面修饰等方法来实现。
其次，在CO2还原反应中，二硫化钼也可以作为催化剂，将二氧化碳转化为有机化合物，如甲烷和甲醇。
研究表明，二硫化钼的光催化活性与其表面的硫空位密切相关，而这些硫空位可以通过调控二硫化钼的合成方法、掺杂和修饰等手段来实现。
此外，二硫化钼的光催化产物还可以用于有机物的降解。
研究表明，二硫化钼可以吸收可见光，并将其转化为活性氧物种，如羟基自由基和超氧自由基，从而催化有机物的氧化降解。
此外，二硫化钼的光催化产物还可以通过与有机物发生光催化反应，产生活性中间体，从而实现有机合成的目的。
综上所述，二硫化钼的光催化产物具有广泛的应用前景，并且可以通过调控二硫化钼的结构、形貌和表面修饰等手段来实现其光催化活性的调控。
未来的研究可以进一步探索二硫化钼光催化产物的性质和应用，以及优化二硫化钼的光催化性能，推动其在能源转化和环境保护等领域的应用。
光催化反应的机理及应用研究光催化反应即利用光能和半导体材料的特性来进行化学反应，在研究和应用领域已经成为一个非常热门的领域。
光催化反应具有易于实现、环境友好、反应速率快等优势，极大地推动了现代化学科学的进展。
本文将探讨光催化反应的机理原理，以及在制备污水处理和有机物分解领域的应用研究。
一、光催化反应的机理原理光催化反应的核心是半导体催化剂的催化作用，即光生电子与空穴在半导体中的运动和间接带的电荷转移。
在半导体催化剂的表面，通过光子激发，光生载流子被产生出来，这些载流子可以穿过溶液或气体相，从而发起催化反应。
在这里，我们简单介绍一下光催化反应的原理。
在光催化反应中，光子在物质中传播，相互作用和反应。
在半导体催化剂表面上，光子被吸收后将光能转化为电子能量，并被激发成一个电子。
这个电子能够氧化空气中的H2O，从而形成OH官能团。
同时，也能脱除溶解在水中的一些有机污染物分子中的电子，从而形成碳中间体，最终这些有机物会转化为CO2和H2O。
这样的光学反应一般分为如下几个步骤：1、激活带的产生：在光催化剂表面上，光子能够激发出载流子，这些载流子分为电子和空穴。
在光照下，电子和空穴不能被回收，开始在催化剂表面运动。
2、电子孔对的形成：当处于光照状态下时，相邻的电子和空穴可以在半导体表面发生相互作用和复合，从而形成电子孔对。
3、活性氧的生成：电子和孔在半导体表面相互作用，形成一些活性的化学物质，其中包括活性氧分子等，这些物质十分容易在水中攻击其他有机物质和无机物质。
4、有机废物降解：因为活性氧和其他化学物质的存在和作用，一些有机物的能量级会被提升，从而展开化学反应，最终被降解、去除。
二、光催化在污水处理方面的应用现代城市和工业化进程中存在大量由各种化学物质和有机物污染造成的废水，这些废水污染严重影响到环境保护和人类的健康。
光催化技术应运而生，成为一种高效、低成本的废水处理技术。
光催化处理废水技术中，对催化剂的选择尤为关键，开发和制备出高效催化剂具有重要意义。
新型可见光光催化剂C3N4的制备技术及其光催化研究进展摘要：作为理论预测的超硬新材料，氮化碳可能具有良好的力学、电学、光学性能和广泛的应用前景，其合成和性能的研究引起了各国研究人员的广泛关注，已合成了具有独特性的氮化碳。
目前主要采用化学气相沉积法、物理气相沉积法、高温高压法、脉冲放电与高速冲击法、溶剂热合成和机械合金化法等。
本文对氮化碳的制备方法以及研究现状进行了比较详细的介绍。
关键词：C3N4，制备方法，光催化，研究进展Abstract：Carbon nitride materials predicted by theoretic calculating may have excellent properties in mechanics,electricity,photics and abroad applications.The research on syntheses and properties of carbon nitride materials is interesting for scholars form different countries.Carbon nitride materials with particular properties has been synthesized. Its structure and character were reviewed,and the synthetic methods,including CVD, PVD, high pressure and temperature, impulsive discharge and high speed impact, solvothermal method, mechanochemical reaction et al.,were completely introduced.The perspectives of the investigations of the C3N4 were discussed by looking at the new progresses of the corresponding application studies. Keywords: C3N4,preparation method,superhard material,study development1．引言近些年，人们在合成新型超硬材料方面取得了明显的进展。
光电催化降解有机污染物技术研究进展与实践应用随着工业化的发展和人类活动的增加，有机污染物的排放和累积已经成为全球环境问题的重要组成部分。
有机污染物对自然环境和人类健康产生了严重影响，因此，研究和开发高效、环保的有机污染物降解技术变得迫切。
光电催化技术作为一种大有潜力的有机污染物降解方法，近年来引起了广泛的关注和研究。
光电催化技术结合了光催化和电催化的优势，通过光生电子和光生空穴的产生与利用，能够高效地降解各种有机污染物。
在研究方面，科学家们对光电催化技术进行了深入的探索和优化。
首先，研究人员通过合理的光聚焦系统和高效的光吸收材料的设计，提高了光电催化的吸光能力。
其次，通过表面修饰和负载催化剂等手段，提高了催化剂的活性和稳定性，从而提高了反应的效率和稳定性。
最后，通过调节反应条件，例如温度、溶液pH值和底物浓度等，优化光电催化反应的条件，提高了有机污染物的降解效果。
实践应用方面，光电催化技术已经在环境治理和废水处理等领域取得了显著的成果。
在环境治理方面，一些研究者将光电催化技术应用于大气污染物的降解，通过利用太阳能和催化剂来降解空气中的有机污染物，从而净化了大气环境。
在废水处理方面，光电催化技术被广泛应用于废水中含有的有机物的降解，通过光电催化反应使有机物被降解为无害的物质，从而达到净化水体的目的。
尽管光电催化技术在降解有机污染物方面具有巨大的潜力，但仍面临一些挑战和难题。
首先，催化剂的设计和合成具有一定的复杂性，需要考虑到光吸收、催化活性和稳定性等多个因素。
其次，光电催化反应的光照强度和光照时间对反应效果有重要影响，因此需要合理设计反应系统的光源及光照条件。
此外，光电催化反应过程涉及到多个反应步骤和中间产物的生成与转化，因此对反应机理的研究还需要进一步深入。
总的来说，光电催化技术已经取得了显著的研究进展和实践应用，在有机污染物降解方面具有广阔的应用前景。
在未来的研究中，需要继续深入探索光电催化技术的机理和影响因素，进一步优化催化剂的设计和合成，提高光电催化技术的效率和稳定性。
光催化材料的研究与进展 洛阳理工学院 吴华光 B08010319 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。本文介绍了一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考，光催化正在以TiO2，ZnO为主导多种非重金属离子掺杂，趋于多样化的制备方法方向发展。
关键字：光催化 催化效率
正文： 光催化(Photocatalysis)是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催化剂的有机结合，因此光和催化剂是光催化的必要条件。“光催化”定义为:通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应(a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate)。氧化钛(TiO2)具有稳定的结构、优良的光催化性能及无毒等特点，是近年研究最多的光催化剂，
但是，TiO2具有大的禁带宽度，其值为3．2 eV，只能吸收波长A≤387 11111的紫外光，不能有效地利用太阳能，光催化或能量转换效率偏低，使它的应用受到限制。因此，研制新型光催化剂、提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课题]1[。复合掺杂不同半导体，利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载流子，降低复合几率，提高量子效率，成为提高光催化材料性能的有效方法5]-[2。 与一元氧化物如TiO2和ZnO等光催化剂相比， 复合氧化物光催化剂，如ZnO- SnO2TiO2-SnO2和WO3- TiO2等体系具有吸收波长更长和光催化效率更高等特点因而成为研究热点.
一、常用的光催化剂的制备方法 （一）水热合成法。 热合成反应是在特制的密封容器中（能够产生一定的压力），以水溶液作为反应介质，通过对反应体系加热或接近其临界温度而产生高压，从而进行材料的合成与制备的一种有效方法。
（二）溶剂热合成法 溶剂热合成技术是在水热法的基础上，以有机溶剂代替水作为介质，采用类似水热合成的原理制备纳米材料，极大的扩展水热法的应用范围。
（三）溶胶-凝胶法 溶胶凝胶法是一种制备超微粉体的有效方法，近年来备受重视。它是利用金属无机盐或醇盐水解构成溶胶-凝胶，在经过热处理可以得到超微粉体。该反应过程易于控制，热处理温度低，水解反应可以均匀和分步发生并能达到原子或分子水平，非常适合于高活性复合组分粉体或者陶瓷粉体的制备。
（四）超声化学制备法 超声波化学( sonochemistry)又叫做声化学, 它的原理来自于声空化( cavitation) , 是通过声空化提高反应产率和引发新的化学反应的学科, 是声能量和物质之间一种很独特的相互作用。
（五）微乳法 微乳法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成一个均匀的乳液，从乳液中析出固相，可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可形成纳米级的球形颗粒，同时避免颗粒之间进一步团聚。 这一方法的关键之一，是使每个含有前驱体的水溶液滴被一连续油相包围，前驱体不溶于油相中，即形成油包水（W/O）型乳液。这种非均相的液相合成法，具有粒度分布较窄且容易控制等特点。
目前，水热法是其中最为常用的方法，因其具有简单的操作过程，适宜的条件，设备简单只需要一只聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，将反应物混合搅拌之后加入其中，设定反应条件即可进行反应。 总之，各种处理方法都有自己的优缺点。目前光催化氧化法是使用较为广泛的处理方法。以半导体粉末为催化剂的光催化氧化污染物处理技术，由于具有能耗低、操作简单、反应条件温和以及无二次污染等优点，成为近年来日益受重视的污染治理新技术。实验研究证明，以TiO2 为代表的光催化剂在紫外光照射下产生的空穴和自由基具有很强的氧化能力，对水中难降解有机物均能有效降解直至完全矿化为CO2，H2O及其它简单无机物，是一种无选择性的高级氧化处理
技术，在8]-[6。但在光催化氧化技术中，高活性的催化剂的制备是该技术的关键，也是人们一直关注的问题。
二、制备思路： （一）半导体表面沉积贵金属法 半导体表面贵金属沉积被认为是一种可以捕获激发电子的有效改性方法，可以有效地使O2还原。贵金属在半导体表面的沉积可以采用浸渍还原法或光还原法。贵金属在半导体表面的沉积一般并不形成一层覆盖物，而是形成原子簇，聚集尺寸一般为纳米级，半导体的表面覆盖率往往是很小的。
（二）金属离子掺杂法 金属离子掺杂可以在半导体晶格中引入缺陷位置或改变结晶度等，既可以成为电子或空穴的陷阱而延长其寿命，也可以成为复合中心而加速复合过程。半导体中掺杂不同的金属离子，引起的变化是不一样的，它不仅可能加强半导体的光催化作用，还可能使半导体的吸收波长范围扩展到可见光区域。
（三）复合半导体 TiO2负载于适当的载体后，可获得较大的表面结构和适合的孔结构，并具有一定的机械强度和较好的流化性能，以便在各种反应床上应用。二元复合半导体光催化活性的提高可以归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运与分离复合半导体的互补性质能增强电荷的分离，抑制电子和孔穴的复合以及扩展光致激发波长范围，从而显示了比单一半导体具有更好的稳定性和催化活性。
（四）表面光敏化法 半导体的表面光敏化就是延伸光催化材料激发波长的有效方法之一。表面光敏化就是将光活性化合物化学吸附或物理吸附于光催化剂的表面以扩大激发波长范围，从而有利于充分利用太阳光，提高光催化反应的效率。
（五）表面螯合及衍生作用 表面衍生作用及金属氧化物在表面的鳌合作用可以进一步改善界面电子转移效果，进而能够影响光催化剂的活性。
（六）表面还原处理 有的光催化剂经过表面还原处理后，光催化活性提高。例如，TiO2表面具有钛羟基结构，它是捕获光生电子和空穴的浅势阱，与钛羟基相比较，Ti3+是一种更有效的光生电子界面转移部位。还原性气体对TiO2进行热还原处理，可以在其表面产生更多的Ti3位，在TiO2表面形成合适的钦轻基和Ti3的比例结构，促进了电子和空穴的有效分离和界面电荷转移，从而提高了光催化活性。
（七）半导体与粘土交联 通过半导体和粘土的交联或柱撑，可以制备出一种非常好的负载型光催化材料。这是因为好的光催化剂的载体不仅要求具有较高的稳定性、高强度、低价格和大的比表面积，而且还要使附着在载体上的催化剂能够尽可能地被光照激活从而发挥催化活性。 在各种光催化剂的载体中，粘土矿物是一种非常有吸引力的载体材料，它除了和活性炭一样具有较大的比表面积和孔体积，对有机污染物具有较好的吸附性能之外，还具有矿物资源充足、价格比活性炭更加便宜的特点。同时它的多孔结构可能会给纳米光催化剂提供一个良好的特殊催化微环境。更重要的是粘土矿物还对紫外光具有一定的透明度，从而使得光催化剂能够尽可能地吸收更多的紫外光，从而更好地发挥光催化活性。因此半导体交联或柱撑的粘土矿物是一种性能良好的负载型光催化剂。
三、光催化剂作用机理： 所谓光催化氧化法就是在水溶液中加入一定量的半导体光催化材料，结合具有一定能量的光照射，光敏半导体材料被光激发出电子-空穴对（e-h） ，从而发生一系列的氧化还原反应，使有毒的污染物得以降解为无毒或毒性较小的物质的一种水处理方法。]129[ 光催化即意味着光化学与催化剂二者的有机结合，因此光与催化剂是引发和促进光催化氧化还原反应的必要条件。半导体材料之所以能作为光催化剂是由于其自身的光电特性所决定的。在光催化氧化法中起关键作用的半导体，它的能带结构常是由于一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之间的区域称为禁带。半导体的禁带一般为 2-3 eV，是一个不连续区域，半导体的光催化特性是由它的特殊能带结构所决定的。当半导体受到大于其带隙能的光激发时，价带上的电子（即光生电子）就会跃迁至导带，而在价带留下相应的空穴（光生空穴）。
四、光催化剂的催化效率的影响因素： （一）催化剂晶体结构的影响 TiO2有三种晶型，即板钛矿(brookite)、金红石(rutile)和锐钛矿(anatase)。其中，金红石是四方晶系，比重4.26；钛锐矿的四方晶系，但呈明显的斜方晶系畸变，比重3.84；板钛矿是斜方晶系，比重4.17。金红石型最稳定，板钛矿在650℃转化为金红石，锐钛矿在900℃转化为金红石。板钛矿TiO2热稳定性和光催化活性低，较少研究，一般主要研究锐钛矿TiO2和金红石型TiO2。 由于锐钛矿V比金红石型TiO2化学亲和力大，锐钛矿型TiO2对氧吸附能力比金红石型TiO2强，光生电子和空穴在金红石型TiO2的表面更容易复合，同时锐钛矿TiO2的带隙能（3.2eV） 比金红石型TiO2带隙能（3.0 eV）稍高，所以锐钛矿TiO2的光催活性比金红石型TiO2高，是常用的光催化剂。此外，晶体缺陷的存在将影响带隙能、光生载流子的数量以及粒子表面电荷、活性中心的分布和数量等，所以晶体的缺陷对粒子的光催化活性也有重要影响。 （二）催化剂表面积的影响 光催化反应主要是在光催化剂的表面进行的，所以光催化剂的表面积对光催化剂活性有着重要的影响。表面积越大，吸附反应物越多，反应物浓度越大，有利于对光生电子和空穴的捕获以及与-OH等活性中间体反应，提高反应速度。但是如果对催化剂处理不当，粒子的大表面积往往也存在更多的复合中心以及氧化还原产物(或中间产物)更容易在表面积存，导致活性降低。 催化剂粒子大小的影响粒子的大小是影响光催化剂活性的重要因素。主要是因为: (1)由于表面效应，粒子越小，比表面积越大，而且表面的不饱和键也越多，活性中心大大增加; (2)从扩散方程可以看出，电子或空穴到达粒子表面的时间下与粒子半径r。的平方成正比，粒子越小，光生电子或空穴到达表面的时间越短，电子和空穴体内复合的几率大大降低，到达表面被表面吸附反应物所俘获的几率就越大，光催化活性就越高； (3)由于量子尺寸效应，粒子越小，粒子包含的原子数越少，光催化剂的带隙能越大，光生空穴的氧化能力和光生电子的还原能力增强，光催化剂的活性就越高。由量子尺寸效应引起的带隙能变化是十分显著的。
（三）载流子俘获剂的影响 半导体在光的照射下产生电子和空穴，一部分电子和空穴在粒子内部或表面发生复合，一部分电子和空穴被俘获。对于光催化反应来说，光生载流子被俘获并与电子受体或给体发生作用才是有效的。因此，对于一个理想的系统，量子产率Φ（每吸收一个光子，体系发生的变化数，实际常用某一产物的产率来衡量。)与载流子输送/俘获速率K、复合速率K。光生空穴的主要俘获剂是表面吸附的羟基、水和有机物，羟基、水与空穴结合生成·OH，是一种活性物种，它无论是
