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tingjiangn金蟲 (正式寫手)
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[交流]
光催化機(jī)理研究_----半導(dǎo)體理論不能用于所有催化劑
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最近在做一種新型光催化劑的機(jī)理研究,是半導(dǎo)體理論所不能解釋的,各位同學(xué)研究過程中是否有什么自己的觀點(diǎn),請賜教啊 一般來講，我們是以二氧化鈦為研究對象的，那光催化機(jī)理我們一般是用半導(dǎo)體理論來解釋，但是對于一些新型非二氧化鈦系催化劑，用半導(dǎo)體理論就不合理了，現(xiàn)在做光催化的有很多人在做機(jī)理吧，你們對機(jī)理有什么其它認(rèn)識嗎？ [ Last edited by daiqiguang on 2007-5-11 at 09:17 ] |
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paracyclophane(金幣+1):歡迎多來這里交流 ^_^
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tingjiangn問了一個很好的問題阿！�。�！嚴(yán)重支持你一下：） 我和很多搞光催化的人經(jīng)常打交道，他們所有的研究思路都是建立在半導(dǎo)體機(jī)理上的。我曾經(jīng)問過他們：這個機(jī)理到底是不是唯一可能的機(jī)理？有多少可信度？ 這個機(jī)理其實(shí)本身大多來借用了物理領(lǐng)域里面的結(jié)果，而現(xiàn)在對光催化的過程人們認(rèn)識還很淺薄，所以到底光催化的過程是什么樣的有有誰知道呢？而按照這個機(jī)理進(jìn)行的研究目前好像只能得到一些比較差的催化性能。而且現(xiàn)在相對催化性能較好的催化劑大多是一些復(fù)雜組分、混晶相的化合物，基本上來說用半導(dǎo)體理論根本就無法解釋。而實(shí)際上的反應(yīng)操作條件中有很多東西也根本說不清楚，比如犧牲劑的作用：）從這一點(diǎn)來說，對這個機(jī)理的反思是很有必要的。 有一個我個人的觀點(diǎn)在這里提出來：光催化的過程從目前來看更有可能是一個在n-second，甚至f－second時間尺度上的過程，所以研究表面的吸附物種，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)這樣的手段可能得到信息不能反映這個過程的本來面目，所以這樣的研究結(jié)果是無用的。應(yīng)該使用含時的研究手段來做這個事情，這個時間尺度至少應(yīng)該在n-second上。 不知道jerlin兄提到的福州大學(xué)的博士論文是在什么時間尺度上完成的？竊以為如果是在大于n-second的時間尺度完成的的話，其實(shí)基本上沒有什么實(shí)際上的意義。一己愚見，權(quán)作拋磚引玉罷了。 回顧近20年左右的時間，光催化領(lǐng)域里面的激動人心的結(jié)果很少，而且很難重復(fù)！比如在Nature上發(fā)表的在光催化分解水領(lǐng)域得到了突破性的結(jié)果的論文，這個結(jié)果現(xiàn)在無法重復(fù)出來。這個現(xiàn)象的原因目前也不清楚，不知道是理論上有偏差還是實(shí)驗上的問題。 有些研究是先有理論上的突破才有實(shí)驗上的突破；有一些研究則是實(shí)驗上的發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)了理論上的突破。不知道光催化研究會是哪一種？ 但有一點(diǎn)可以肯定：在光催化領(lǐng)域中不管是在理論上還是實(shí)驗上取得突破都是Nobel獎水平上的工作。諸君共勉之！ |
14樓2006-07-04 01:19:23
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討論
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rabbit7708(金幣+4):非常感謝您的討論！歡迎繼續(xù)關(guān)注催化版嘍�。海�
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我們組重復(fù)過最新的domen教授在nature上發(fā)表的可見光光催化分解水制氫方面的實(shí)驗, 結(jié)果基本能夠重復(fù)出來. 對于前面一篇nature(可能是你指的那篇文章)的實(shí)驗結(jié)果, 我們也確實(shí)未能重復(fù)出來,不知道什么原因. 光催化過程中那些發(fā)生在飛秒-納秒量級的超快過程極為重要, 但也不一定就說光催化過程完全由超快光生載流子決定, 而研究那些長壽命的光生載流子就不重要了. 長壽命的光生載流子和超快光生載流子之間有著本質(zhì)上的關(guān)聯(lián), 這也是基礎(chǔ)理論方面的研究內(nèi)容. 實(shí)際上光生載流子與催化劑表面吸附分子發(fā)生的反應(yīng)過程有可能比較慢, 而長壽命的光生載流子有更多機(jī)會參與反應(yīng). 個人認(rèn)為對光生電子-空穴半導(dǎo)體理論不應(yīng)該過多懷疑,不一定非要找個什么新理論才好. 以tio2為例, 光生電子-空穴產(chǎn)生的本質(zhì)是在光激發(fā)下, ti-o鍵間的成鍵電子被活化而發(fā)生電子云偏移.偏移至ti的d軌道上的電子被稱為導(dǎo)帶電子,而對于o的2p軌道的缺電子狀態(tài)被稱為價帶空穴. 所以光生電子-空穴只是為了方便的描述光催化中在原子-分子等微觀尺度上發(fā)生的本質(zhì)過程而引入的一些概念. 一定要用什么新的概念或新的名詞去描述相同的本質(zhì)過程, 就象是給同一個人起各種不同名字一樣, 增加了事情的復(fù)雜和繁瑣性, 除了偶爾得以嘩眾取寵之外, 并沒有什么實(shí)際意義. 以上僅為個人愚見,希望和大家交流. [ Last edited by huxing80 on 2007-3-13 at 11:22 ] |
27樓2007-03-13 11:17:40
tingjiangn
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2樓2006-06-30 15:09:33
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9樓2006-07-01 10:31:12
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10樓2006-07-01 15:46:55
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