光催化材料

光催化材料（photocatalytic material），理学-化学-物理化学-材料物理化学-材料制备方法学-光电材料-光催化材料，在光子激发下能产生具有氧化-还原能力的“电子-空穴对”来促进化学反应、实现太阳能到化学能的转化，而本身的质量、组成和化学性质在参加化学反应前后保持不变的半导体材料。作用机制光催化材料促进化学反应的作用过程主要包括以下三个步骤（见图）：①光生载流子的产生。光催化材料吸收大于或等于禁带宽度能量光子，受激产生电子-空穴对。其中光生电子聚集在催化剂的导带（CB），具有还原能力；光生空穴留在价带（VB），具有氧化能力。②光生载流子的体相迁移与复合。光生电子与光生空穴产生之后向材料表面迁移参与光催化反应；与此同时，二者也可能产生碰撞发生体相复合，导致吸收的光子能量以热能的形式释放，阻碍光催化反应的进行。③光生载流子的捕获与表面复合。体相迁移至表面的光生电子和空穴发生界面转移，被反应底物或助催化剂捕获，发生氧化还原反应；与此同时，被捕获的二者也可能发生表面复合，阻碍光催化反应进行。