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光電催化主要由哪些部分組成?

更新時(shí)間:2022-09-26      點(diǎn)擊次數(shù):1095
  光電催化是光催化與電催化的結(jié)合,可將兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)。
  基于半導(dǎo)體材料的光電催化反應(yīng)池主要包含四個(gè)部分:
  1. 光電極:也稱工作電極,是光電催化反應(yīng)池中的核心部件,由用于捕獲光能量的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
  一般情況下,將n型半導(dǎo)體薄膜/導(dǎo)電基底稱為光陽(yáng)極,p型半導(dǎo)體薄膜/導(dǎo)電基底稱為光陰極。
  光電催化常見(jiàn)的光電極制備方式是將光電極半導(dǎo)體材料附著于氧化銦錫(ITO)或摻氟氧化錫(FTO)等有著較低功函數(shù)的透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃上,將光電極夾持在如圖2(a)所示的電極夾具上使用。
  2. 對(duì)電極:若只研究單一光陽(yáng)極或光陰極時(shí),需要引入對(duì)電極來(lái)充當(dāng)另一半的半反應(yīng)場(chǎng)所。對(duì)電極通常選用具有良好電荷傳輸性能和較低反應(yīng)過(guò)電勢(shì)的材料,一般為Pt電極,如圖2(b)所示。
  3. 參比電極:為確保施加在光電極上的電位準(zhǔn)確穩(wěn)定,通常會(huì)加裝參比電極,將整個(gè)光電催化反應(yīng)池構(gòu)建成三電極體系。參比電極可選擇Ag/AgCl電極、Hg/Hg2Cl2電極或Hg/HgO電極,如圖2(c)所示。
  4. 適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液:電解質(zhì)溶液在光電催化反應(yīng)反應(yīng)池中起聯(lián)通電路的作用,需要具有良好的離子電導(dǎo)率。
  根據(jù)光電催化反應(yīng)中光電極材料性質(zhì)的不同,電解質(zhì)溶液的pH值和構(gòu)成電解質(zhì)溶液的離子類型也不盡相同。
  在選擇電解質(zhì)溶液時(shí)需要注意的是,要確保所選的電解質(zhì)溶液不與所選用的參比電極發(fā)生反應(yīng)。
  電解質(zhì)溶液可分為三種:
  1)酸性電解質(zhì)溶液:H2SO4溶液等;
  2)中性電解質(zhì)溶液:Na2SO4溶液、K2SO4溶液等;
  3)堿性電解質(zhì)溶液:NaOH溶液、KOH溶液等。
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