氧化鎢光催化原理

光驅動的光催化反應被認為是解決當前能源和環境問題的最有希望的策略之一。光催化技術是光和催化的合成詞，是指在光和催化劑共同存在下的化學反應。氧化鎢用作光催化劑時不僅可以降解各種有機污染物，而且能夠用於水氧化、裂解水及二氧化碳還原等方面。

氧化鎢光催化材料從能帶上來說由三部分組成：充滿電子的低能價帶、空的高能導帶以及導帶和價帶之間形成的帶隙。在光照射下，氧化鎢光催化材料吸收的能量大於或等於帶隙的能量時，價帶中的電子會被激發躍遷到導帶上，形成光生電子，而在價帶上則會形成一個空穴。這樣便形成了一個光生電子-空穴對。

產生的光生電子和空穴對由於電場力的作用均向材料表面移動，在移動過程中會有以下四種情況發生：

（a）光生電子和空穴移動到材料表面後重新複合。

（b）光生電子和空穴還未移動到材料表面便已重新複合。

（c）光生電子移動到材料表面與表面吸附的溶解氧發生反應生成強氧化性物種。

（d）移動到材料表面的空穴則與溶液中的水和羥基等反應生成羥基自由基。生成的強氧化性物種便可直接降解污染物、裂解水以及還原二氧化碳等。

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