二氧化鈦/氧化鎢品質比對光催化活性的影響

二氧化鈦納米片和氧化鎢複合材料的品質比為 90:10與95：5 的異質結有著不同的光化學催化活性。品質比為 90:10的異質結光電流密度為 2.6 µA，遠低於品質比為95:5的異質結。也就是說二氧化鈦/氧化鎢異質結中氧化鎢的含量並不是越高越好。

究其原因可能是隨著氧化鎢含量的增加，氧化鎢會形成新的複合中心，促進光生電子和空穴的複合，降低光催化活性。發現二氧化鈦/氧化鎢異質結具有優良的光催化性能。二氧化鈦/氧化鎢異質結的納米片層堆疊結構為光生電子和空穴提供了更多的通道。二氧化鈦/氧化鎢異質結構可有效的分離光生電子-空穴對。二氧化鈦的能帶和價帶分別為-0.29 e V 和 2.91 e V，而氧化鎢的導帶和價帶分別為1.26 e V 和 3.51 e V，兩者形成 Type-Ⅱ型異質結構。和其他半導體光催化材料一樣，在光照下，當二氧化鈦和氧化鎢吸收的能量大於其帶隙時，價帶上的電子受激發躍遷到導帶上，形成光生電子；而價帶上則形成空穴，這樣便形成光生電子-空穴對。

在二氧化鈦/氧化鎢異質結構中，由於二氧化鈦和氧化鎢帶隙的良好匹配，二氧化鈦導帶上的光生電子很容易地傳輸到氧化鎢的導帶上；同樣地，氧化鎢價帶上的空穴則很容易地傳輸到二氧化鈦的價帶上。這樣就極大地提高了光生電子和空穴的有效分離，降低了光生電子-空穴對的複合，使得更多的光生電子和空穴參與到光催化反應中，最終光催化性能得到顯著地改善。

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