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光催化试题及答案docx
1.二氧化钛的常见晶相结构有哪几种?
哪种光催化活性最高?
哪种最适合做颜料?
哪种带隙最宽。
锐钛矿相、金红石相和板钛矿相成为TiO2主要的三种晶型。
锐钛矿相光催化活性最高。
金红石相带隙最宽并且最适合做颜料。
2.本课程中讲到的二氧化钛的最重要的两种特性是什么?
光催化活性、超亲水性。
3.化学方法制备纳米二氧化钛光催化剂的常用方法包括哪些?
溶胶凝胶法,液相沉积,化学气相沉积,喷雾热解,自组装法,电化学沉积,物理气相沉积法。
火焰高温热解、化学气相沉积、气相化学氧化法、水热法甚至于反相微乳液法等为了获得好的分散性和晶型,合成过程中还要结合哪些技术进行。
冷冻干燥技术、气相喷雾技术、高温嘏烧处理、高温固相技术
4.二氧化钛光催化的基本原理?
光催化在哪些领域会有潜在的应用,举例说明?
当TiOz受到光能大于或等于其禁带宽度的光照射后,价带上的电子就可以被激发跃迁到相应的导带,在价带上产生空穴,从而形成电子-空穴对。
光生电子和空穴在空间电荷层的作用下,发生有效分离,空穴转移到TiO?
表面,与TiO?
表面上的-0H基团作用产生高活性的・0H自由基,该自由基具有强氧化性,在一定程度上可将几乎所有的有机物氧化分解为水或二氧化碳等无机物小分子。
•防污,抗菌,除臭,空气净化,水处理
•高效污水处理用和空气净化用纳米光催化剂的制备及其负载化成套装置
•纳米涂料在外墙和内墙中的应用和产业化
•纳米Ti02光催化剂在家电中的应用研究
•利用光催化表面的超亲水性和光催化活性研制开发具有自清洁和抗雾性能的纳米光催化膜功能材
•太阳能光催化分解水制氢
5.在光催化研究和应用中,主要存在的科学问题和技术难题。
1量子效率低(〜4%),难以处理量大且浓度高的工业废气和废水;
2太阳能利用率低。
由于二氧化钛半导体的能带结构(Eg=3.2eV)决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外线部分;(5%可见,95%紫外)
3光催化剂的负载技术。
难以在既保持较高的光催化活性又满足特定材料的理化性能要求的前提下在不同材料表面均匀,牢固地负载上光催化剂;纳米氧化钛的超亲水性机理和成膜技术的研究。
6.简述二氧化钛光催化剂受紫外光激发后,电子和空穴的可能的复合途径。
并分别阐述这些途径对光催化活性的影响。
1光催化剂被所吸收的光激发,电子和空穴发生分离,当电子和空穴各自迁移到表面后,在表面迁移的过程中,发生了复合,一般称为表面复合。
2电子和空穴还没有来得及迁移到表面时,电子和空穴在向光催化剂表面迁移的过程中已经发生了复合,这个过程一般被称为体内复合。
(书P4)
OH+h+f・0H
H2O+h+^-OH+H+
O2+e・。
2
•02-+H2oT-OOH+0H-
2-00H今H2O2+02
•OOH+H20+e-今H2O2+0H-
H2O2+e-OH+0H-
7.影响二氧化钛光催化剂活性有哪些主要因素,它们与光催化活性之间的关系如何?
一,晶型的影响
锐钛矿型和金红石型这两种晶型都有光催化活性,但一般而言,锐钛矿型Ti02的光催化活性要比金红石型高,其原因在于:
(1)金红石型Ti02的禁带宽度较小(锐钛矿的Eg=3.2ev,金红石的Eg=2.97ev),其较正的导带阻碍了氧气的还原反应。
(2)锐钛矿型Ti02晶格中含有较多的缺陷,从而产生较多的氧空穴来捕获电子,而金红石型Ti02是Ti02最稳定的晶型结构形式,具有较好的晶态化,缺陷少,光生电子和空穴容易复合,催化活性受到一定影响。
(3)金红石型Ti02光催化活性低还可能与高温处理过程粒子大量烧结引起的表面积急剧下降有关。
二,粒径的影响
晶粒尺寸对Ti02光催化活性的影响较为复杂,微晶粒减小到纳米尺度时,能够产生量子尺寸效应,使得谱带蓝移,光生空穴和电子具有更强的氧化还原能力,所以光催化活性提高;比表面积的增加,提高吸附能力,增加活性位点;如果微晶尺寸过小,反而使得电子一空穴在表面复合速率加快,导致光催化效率降低。
三,缺陷的影响
有利:
晶格缺陷能够提nliTiO?
的Fermi能级,增加表面能量壁垒,使电子一空穴在表面的复合几率降低。
不利:
晶格缺陷也可能形成载流子的复合中心而导致光催化活性的下降。
四,表面羟基浓度的影响
有利点:
容易生成羟基自由基,有利于光催化反应的进行
不利点:
当羟基浓度过高时,占有了大部分反应活性位,不利于反应物的吸附,导致反应速率的降低
8.简述提高二氧化钛光催化剂在可见光区域的光催化活性的主要方法及其原理。
可见光区:
非金属掺杂染料光敏化多元共掺杂
(1)过渡金属掺杂(Fe、Cr、V等):
掺杂量很难控制,过量时往往成为电子和空穴的符合中心。
近来也有关于非金属掺杂减少电子和空穴复合的报道。
(2)半导体符合:
如TiO^CdS
(3)(3)贵金属负载:
Au、Pt、Ag、Pd等。
9.提高二氧化钛光量子效率的方法主要有哪些?
其提高光量子效率的原理是什么?
光量子效率:
金属离子掺杂复合半导体(书P21)贵金属沉积多元共掺杂
10.简述提高二氧化钛光催化剂光催化效率的主要改性方法。
(1)过渡金属掺杂(Fe、Cr、V等):
掺杂量很难控制,过量时往往成为电子和空穴的符合中心。
近来也有关于非金属掺杂减少电子和空穴复合的报道。
(2)半导体符合:
如TiO2/CdS(3)贵金属负载:
Au、Pt、Ag、Pd等。
可见光区:
非金属掺杂染料光敏化多元共掺杂
光量子效率:
金属离子掺杂复合半导体贵金属沉积多元共掺杂
11.TiO2和CdS分别作为光催化剂时,请比较它们各自的优缺点。
TiO2:
优点:
1、合适的能带电位2、高化学稳定性3、无毒无害4、较高的光电转换效率5、低成本6、高活性
缺点:
无可见光吸收而是紫外光响应,不能最大化利用太阳能,虽然通过掺杂可以达到可见光响应,但是效率比较低。
CdS优点:
催化活性高
缺点:
在光照射时不稳定,光阳极腐蚀产生CcT,对生物有毒性,对环境有害。
12.阐述过渡金属铁和非金属氮共掺杂可以提高可见光区域和紫外光区域光催化活性的原理。
氮的掺杂能够使Ti02的带隙变窄,从而有效地吸收可见光,提高可见光的催化活性,少量的碳对催化剂的催化活性也有重要的影响,它可能与氮产生协同作用,更好地提高催化剂的可见光催化活性。
适当浓度的Fe3+掺杂有利于光催化活性的提高,原因:
Fe3+取代Ti4+后,在晶格内部会产生缺陷位,成为电子或空穴的陷阱,减少电子-空穴的复合,提高了光生电子、空穴的利用效率;Fe3+的掺杂也会在靠近导带的位置生成杂质能级,使Ti02的带隙变窄,有利于增强催化剂对可见光的吸收,有利于电荷载流子的产生,进而提高光催化活性。
Fe3+的掺杂存在最佳值,原因:
掺杂浓度较低时,捕获电子或空穴的浅势阱数量不够,光生电子一空穴不能有效分离;掺杂浓度较高时,过渡金属离子可能成为电子一空穴的复合中心,增大电子与空穴的复合几率。
而且,过高的掺杂浓度有可能使离子在Ti02中达到饱和而产生新相,减少Ti02的有效表面积,并有可能减少Ti02对光的吸收,从而降低光催化效率
13.在氮和La3+共掺杂的纳米TiO2催化剂中,氮的主要作用和La3+的主要作用是什么?
贵金属负载改性
掺杂的La3+主要分布在Ti02的表面抑制了高温焙烧过程中的粉末的团聚,减小了晶粒尺寸,从而增加了催化剂的比表面积,催化剂表面活性位点增加;La3+的掺杂还能作为一种电子捕获剂,促进Ti02的表面氧空穴的形成。
N掺杂后在价带上方形成了一个新的能级,使Ti02的带隙变窄,从而能吸收更多的可见光,提高可见光的利用率。
抑制二氧化钛从锐钛矿到金红石的转晶;促进二氧化钛晶格氧与空穴反应。
14.贵金属负载改性提高TiO2光量子效率的原理。
机理:
贵金属功函数高于半导体,二者相接触时,贵金属和Ti02界面形成Schottky能垒,可以有效地捕获电子,使光生电子和空穴分别定域于贵金属和Ti02表面,发生分离,然后电子和空穴分别在不同的位置发生氧化-还原反应。
功函数:
功函,把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需要的最少的能量。
功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱,功函数越大电子越不容易离开金属。
艳的功函数最低,为1.93eV;伯的最高为5.36eV。
一般情况下,沉积贵金属(M)的功函数(
>m)高于Ti02的功函数(6s),当两种材料结合在一起时,电子就会从Ti02向贵金属迁移,直到二者的Fermi能级相等为止。
在二者的电接触形成的空间电荷层中金属表面将获得多余的负电荷,而在半导体表面则有多于的正电荷。
这样,半导体的能带就向上弯曲,在金属半导体界面上形成Schottky能垒oSchottky能垒可以有效地捕获电子,使光生电子和空穴分别定域于贵金属和TQ2表面,发生分离,然后电子和空穴分别在不同的位置发生氧化-还原反应。
15.贵金属负载改性提高Ti02光量子效率,具体体现为哪几种途径(表现形式)?
1.抑制晶粒表面光生电子和空穴的复合
2.抑制晶粒内部光生电子和空穴的复合
3.实现氧化反应和还原反应的分离
16.贵金属在光催化剂上处于何种状态和尺寸时最有利于光催化活性的提高?
是何原因?
状态:
一般认为:
贵金属纳米粒子在Ti02表面处于高度分散状态且尺寸小于10nm时(最佳尺寸为2~5nm),才能有效提高光催化效率。
原因1.尺寸且呈立体状态(球形或半球形)的贵金属纳米粒子仅覆盖Ti02表面很小的面积,不会过多阻挡入射光到达催化剂表面引发光反应;相反,贵金属在Ti02表面形成包覆层时,会覆盖Ti02表面较大的面积,影响入射光到达Ti02表面,使产生的光生电子和空穴数目减少。
2.由于表面和界面效应,小尺寸的贵金属纳米粒子更有利于对反应物种的吸附和捕获。
3.由于量子尺寸效应,贵金属纳米粒子的Fermi能级随其尺寸减小而增高,只有其Fermi能级与光催化剂的能级匹配时,才能有效传输电子,起到抑制电子和空穴复合的目的。
17.制备Au/TiO2光催化剂主要有哪些湿化学方法?
它们各有何特点?
(适应性、金的负载率、金的存在状态、催化剂活性)。
化学方法:
共沉淀法,溶胶凝胶法,沉积沉淀法,湿浸渍法
各优缺点
1、湿浸渍法。
♦缺点:
难以在载体表面形成高度分散的贵金属纳米粒子,或形成贵金属粒子的尺寸较大(一般大于20nm),其原因是在烧结过程存在的阴离子易促进贵金属粒子的烧结而长大。
♦优点:
是可以获得高的贵金属负载率。
2、沉积-沉淀法(DP法)
♦优点:
可以在Ti02表面形成高度分散的贵金属纳米粒子,贵金属负载率高因此,可以有效地提高光催化活性。
♦缺点:
只适合于在等电点大于5的金属氧化物表面沉积贵金属,不适合在SiO?
(IEP=2)、SiO2-Al2O3(IEP=1)、W03(IEP=1)等低等电点的氧化物表面沉积贵金属。
原因是在pH=6~8时,这些氧化物表面带负电荷,而Au(0H)4(或Au(0H)3C「)离子也带负电荷,由于静电斥力作用,Au(0H)4(或Au(OH)£「)不能被吸附到氧化物表面。
3、共沉淀法
优点:
制备条件简单、能大量负载金属。
缺点:
(1)由于中间涉及到很多过程,因此实验条件对催化剂的催化性能影响较大,不易重复。
(2)共沉淀法的另一个缺点是部分的贵金属单质被载体所包裹,使贵金属的利用率降低。
(3)对于贵金属负载TiO"TiO?
的结晶度、晶粒尺寸及贵金属纳米粒子的粒径都对催化剂的光催化活性产生影响,在燃烧过程中很难兼顾到TiOz的结晶度、晶粒尺寸和贵金属纳米粒子的粒径同时达到最佳值。
钛元素和金可能存在沉淀速率不匹配,掺杂不均匀的问题,不利于Ti02光催化活性的提高。
4、溶胶凝胶法
缺点:
催化反应活性点在金河TiOz的接触点边缘,TiO?
内部的金可能对提高光催化活性作用不大而引起金的浪费。
很难控制Ti()2晶相、粒径的同时很好控制金的尺寸。
表征方法
降解M0活性对比;UV-Vis漫反射光谱(DSR);X射线衍射图谱(XRD);X射线光电子能谱(XPS);原子吸收光谱(AAS)测定的Au负载量和计算的负载率;透射电子显微镜(TEM)分析;三种方法,金在Ti02表面存在形态、活性分析;(见ppt)不同嘏烧温度下样品的光催化活性;水洗对光催化活性的影响
DP法制备过程
18.沉积-沉淀法制备贵金属负载催化剂对载体有何要求?
原因是什么?
只适合于在等电点大于5的金属氧化物表面沉积贵金属,不适合在SiO2(IEP=2)、SiO2-Al2O3(IEP=1)、W03(IEP=1)等低等电点的氧化物表面沉积贵金属。
原因是在pH=6~8时,这些氧化物表面带负电荷,而Au(0H)「(或Au(0H)3C「)离子也带负电荷,由于静电斥力作用,Au(0H)「(或Au(OH)3CO不能被吸附到氧化物表面。
19.制备Au/TiO2光催化剂有哪些常用的表征方法?
分别用于检测什么?
1,降解M0活性对比:
评价样品的光催化活性;
2,UV-Vis漫反射光谱(DSR),样品吸收光谱;
3,X射线衍射图谱(XRD):
样品组成和晶相结构,粒径平均尺寸;
4,X射线光电子能谱(XPS):
催化剂表面元素组成和价态;
5,透射电子显微镜(TEM)分析:
金在催化剂表面上的存在状态;
6,原子吸收光谱(AAS)测定的Au负载量和计算的负载率;
三种方法,金在Ti02表面存在形态、活性分析;(见ppt)不同嘏烧温度下样品的光催化活性;水洗对光催化活性的影响
20.简述TiO2薄膜光致超亲水性机理及影响因素。
亲水性机理:
于二氧化钛表面结构的变化,在紫外光的照射下,氧化钛价带的电子被激发到导带,电子和空穴向氧化钛表面迁移。
电子与Ti»反应形成Ti”,空穴与薄膜表面的桥氧离子反应形成氧空位。
此时,空气中的水分子吸附在氧空位,并解离成为化学吸附水(表面羟基),化学吸附水可以进一步吸附空气中的水分形成高度亲水的微区。
在Ti02表面构成了均匀分布的纳米尺度的亲水微区和疏水微区。
在Ti02类似于二维毛细管结构。
由于水的液滴尺寸远大于这些微区面积,所以宏观上Ti02表面表现出亲水特性。
影响Ti02薄膜超亲水特性的主要因素:
⑴晶相结构的影响,
⑵晶面的影响,
⑶环境气氛的影响,
⑷光源和照射时间的影响,
⑸薄膜厚度的影响。
21.二氧化钛薄膜有哪些特性和应用?
⑴亲水性一防雾
⑵自清洁特性一建筑涂料
⑶光催化-室内、外空气净化
⑷杀菌除臭一食品包装袋,医疗器械
22.制备TiO2薄膜有哪些化学方法?
(一)溶胶-凝胶及其改进方法传统的Sol-gel法:
首先制备Ti02溶胶,然后采用浸涂、旋涂、喷涂、提拉等方法将Ti02溶胶涂敷于载体上,再通过干燥、焙烧处理,完成Ti02的成膜和晶化。
可制备M-Ti02(M过渡金属或贵金属)非金属掺杂、TiO,其他氧化物或半导体的复合薄膜材料。
(二)液相沉积法,,此方法只需将基片浸入反应也中,在基片上就会沉积出氧化物或氢氧化物的均一致密薄膜。
成膜过程不需要热处理,操作简单,不需要昂贵的设备。
基片的选材可以不受限制,玻璃、陶瓷、金属、塑料等都可以作为基片来进行制膜。
基片的形状也不受限制,板状、粉末、纤维均可。
此方法适合于在形状复杂的基片上制膜。
(三)化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积是气态反应物(包括易蒸发的凝聚态物质蒸发后变成的气态反应物)在衬底表面发生化学反应而沉积成膜的工艺。
(四)喷雾热解法,自组装方法,物理气象沉积法,电化学方法。
(五)自组装法
(六)电化学沉积
(七)物理气相沉积法
23.测定Ti02薄膜特性的有哪些方法?
1,形貌:
扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),场发射扫描电镜(FESEM),扫描隧道显微镜(STM),原子力显微镜(AFM)
2,晶相结构:
X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman)
3,元素组成化学态:
能谱仪(EDS),X射线荧光光谱,等离子发射光谱ICP,X射线光电子能谱XPS,俄歇电子能谱,电子自旋顺磁谱EPR,原子吸收光谱AAS
4,光学特性:
紫外-可见分光光度计,荧光光谱(PL),椭圆偏振仪,拉曼光谱(Raman)
5,亲水性(接触角):
照相法,水滴直径计算法,接触角测量仪测定法
6,膜厚度及光学参数:
电镜,椭圆偏振仪,
7,薄膜的硬度:
铅笔硬度计,涂膜划痕测量仪
8,粘附牢度:
划格法
24.光催化和热催化有何区别?
热催化反应之加速热力学上可能进行的反应(AG<0),不能改变反应进程。
而光催化反应既可以催化热力学上允许的反应,也可以催化热力学上不允许的反应。
(AG>0).
热催化反应受温度影响很大,而光催化反应受温度影响较小或者不受影响。
25.以锐钛矿二氧化钛为例,简述晶体的表面能与其生长习性的关系。
对于锐钛矿而言,其表面能由大到小为(001)>(101)晶体生长优先生长表面能较低的面,表面能较高的面不易生长,因此对于锐钛矿Ti02而言更易生长(101)面。
26.采用哪些方式可以提高卤化银的光稳定性?
⑴将卤化银分散到分子筛等载体表面上时,他可以具有良好的稳定性和光催化性能
⑵与其他半导体进行复合
⑶当卤化银表面形成一定量的银后,体系内所产生的的电子更容易传递到金属银,进而保证了体系的光稳定性。
27.简述卤化银光催化剂的主要用途。
卤化银光催化材料的应用:
⑴光解水制氢,制氧
⑵降解有机物
⑶杀菌
28.复合型纳米粒子的概念及其意义?
定义:
复合型纳米粒子是指由两种或两种以上物质在纳米尺度上以某种方式结合在一起而构成的复合粒子,复合的结果不仅能有效地调节单一材料的性能,而且往往会产生出许多新的特性。
意义:
1.在于复合具有不同能带结构的半导体微粒,为利用窄带隙的半导体敏化宽带隙的半导体纳米颗粒提供可能性。
2.其次在二元复合半导体中,两种半导体之间的能级差能使光生载流子由一种半导体微粒的能级注入到另一种半导体的能级上,导致了有效和长期的电荷分离。
3.不同金属离子的配位及电荷性不同而产生过剩电荷,也会增加半导体俘获质子或电子的能力,从而提高光催化剂的活性。
29.复合半导体模型结构的分类?
、
主要有三种模型结构,
(1)偶合型半导体:
复合微粒是由宽能带隙、低能导带的半导体纳米微粒和窄带隙、高能导带的半导体纳米微粒复合而成。
光生载流子从一种半导体注入另一种半导体微粒,有效地阻隔了电子、空穴的复合通路,导致了有效和较长时间的电荷分离,而且实现了窄带隙半导体的光谱吸收可见方向敏化的目的。
(2)核壳型半导体:
通常条件下制备的纳米微粒,其表面一般都存在着很多的表面缺陷,这些表面缺陷在能量禁阻的带隙中引入很多表面态,它们可以捕获电子或空穴,严重影响纳米微粒的光学性质。
除去这些表面态的过程称为表面钝化,通过无机或有机的表面钝化,可以消除表面缺陷,进而改变纳米微粒的光电性质。
(3)掺杂型半导体:
由于量子尺寸效应的存在,半导体纳米微粒的能带结构由连续的能带转变为分立的能级结构,同时能带变宽。
而主体纳米晶产生强的限域效应,使杂质能级与半导体分立的能级发生杂化,能级的变化使主体晶与杂质能级之间存在着快速的能量转移,由于能量转移导致了强的杂质有道荧光,而使微粒表面台的非辐射复合显著减弱了。
也就是通过掺杂的微粒为主体电子和空穴的复合提供了有效地辐射复合通道,从而得到荧光。
30.CdS半导体的光腐蚀过程有哪三种?
(1)KamatPV等发现CdS胶体纳米粒子(Dp<=5nm)的阳极腐蚀是通过在CdS晶体的表面捕获的空穴(ht)发生反应的过程。
这个过程是在CdS晶体受到光照的激发后产生的空穴导致了CdS电极的逐步离子化,进而发生的电极腐蚀现象。
(CdS)n+ht—(CdS)n-iCd2+SsUr
大部分的光生空穴都束缚在粒子的表面,因而引发这个阳极腐蚀过程。
(2)J.R.harbour发现在氧气存在条件下,CdS粒子在水相中的溶解主要是因为发生如下反应:
CdS+O2—(hv)Cd2++SO42-
这个过程主要是由于CdS晶体表面存在的大量缺陷态造成了光生电子和空穴的陷阱,而在氧气条件下,在表面很容易发生氧化还原反应,通过表面改性可以有效抑制这个腐蚀过程。
(3)而在没有氧气的情况下,D.Meissner等认为CdS晶体发生的阴极完全同届腐蚀过程:
CdS+2H2O^H2+Cd2++S+2OH-
31.CdS-TiO2复合半导体的电子传输机制?
书P69复合半导体的电子发射谱表明多个CdS离子与Ti02粒子表面有直接几何上的相互作用,两种半导体的价带与导带能级的位置是相对于真空能级而言的。
激发光子的能量对于直接激发Ti02光催化剂来说太小而不能把它激发,但却可以将CdS的价电子激发到导带(Eg=2.5eV)根据能量模型,CdS价带上由于激发过程生成的空穴仍然留在CdS颗粒中而电子则转移到Ti02粒子的导带上。
从CdS转移到Ti02的电子提高了电荷分离度,因此也提高了光催化过程的效率。
分离后的电子和空穴自由扩散,达到表面的电子能进一步转移到吸附物上。
32.CdS-TiO2复合半导体的合成方法?
(1)溶胶混合法
(2)原位合成法(3)化学沉积法(4)反胶束法
33.什么是反胶束,以及反胶束法的合成机理?
反胶束是指油包水(W/0)微乳液,是指以不溶于水的非极性物质(水相)为分散相的分散体系,表面活性剂起到了稳定的作用。
其特点是:
(1)分散相均匀分布,尺寸半径5-100nm之间;
(2)分散相(液滴)小,体系呈半透明或透明状,在光学上各向同性;(3)分散相与分散介质之间有低的界面张力,体系的热力学稳定性比较好。
在反胶束体系的反应过程中可以通过控制“水池”的体积以及各种反应物的浓度来控制晶体的成核,生长,以获得各种粒径的单分散纳米粒子。
如果不除去表面活性剂,可均匀分散到许多有机溶剂中形成分散体系,有利于研究其光学特性及表面活性剂等介质的影响。
表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,当其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,在有机溶剂内形成的胶束叫反胶束(reversedmicelle),或称反相胶束。
在反胶束中,表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触,而极性基团则排列在内形成一个极性核(polarcore)o此极性核具有溶解极性物质的能力,极性核溶解水后,就形成了“水池”(waterpool)。
反胶束是一种自发形成的纳米尺度的聚集体,是一种透明的、热力学稳定的W/O体系。
34.反胶束法合成纳米粒子时,可供选择的纳米反应器的有哪些?
微乳液,嵌段共聚物,多孔材料,层状硅酸盐。
35.过渡金属离子在半导体光催化中扮演的角色?
(1)作为共生离子存在于光催化体系中,通过表面吸附影响光催化剂的光生载流子行为或均相溶剂反应来影响光催化反应的动力学过程;
(2)作为杂质离子掺杂到半导体纳米粒子中,研究其作为杂质中心对光催化反应的影响。
(3)作为被反应物被光生载流子氧化还原。
36.过渡金属掺杂光催化过程中激子消亡的原因,及其对光催化活性的影响?
激子是由电子和空穴相互吸引而形成的束缚态。
激子形成后,电子和空穴作为一个整体在半导体晶体中运动。
激子的寿命是有限的,形成激子的电子和空穴之间的复合通常是造成激子消亡的主要原因;除此之外,激子的分解也是引起激子消亡的一个重要原因。
半导体内的局部电场、声子的作用以及浅俘获阱的俘获都是造成激子分解的原因。
激子的分解有
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