光解水制氢的光解水的原理

光催化反应可以分为两类“降低能垒”(down hil1)和“升高能垒”(up hil1)反应。光催化氧化降解有机物属于降低能垒反应，此类反应的△G<0，反应过程不可逆，这类反应中在光催化剂的作用下引发生成O2-、HO2 、OH·、和H+ 等活性基团。水分解生成H2和O2则是高能垒反应，该类反应的△G>0(△G=237 kJ/mo1)，此类反应将光能转化为化学能。

要使水分解释放出氢气，热力学要求作为光催化材料的半导体材料的导带电位比氢电极电位EH+/H2稍负，而价带电位则应比氧电极电位Eo2/H2O稍正。光解水的原理为：光辐射在半导体上，当辐射的能量大于或相当于半导体的禁带宽度时，半导体内电子受激发从价带跃迁到导带，而空穴则留在价带，使电子和空穴发生分离，然后分别在半导体的不同位置将水还原成氢气或者将水氧化成氧气。Khan等提出了作为光催化分解水制氢材料需要满足：高稳定性，不产生光腐蚀；价格便宜；能够满足分解水的热力学要求；能够吸收太阳光。

可调谐指的是波长（或者频率）可调谐。可调谐半导体激光器就是可以根据你的要求调谐激光的波长（或者频率），这主要是用于对波长（或者频率）有要求的地方，比如做原子的激光光谱，必须把激光的频率调谐到与原子共振，才能出现光谱。而工业上大多数只对功率有要求的激光器，比如激光切割，不说可调谐。

是要原理的吗？还是工艺流程

原理的话大概是

在标准状态下若要把1 mol H2O分解为氢气和氧气,需237 kJ的能量.以TiO2为例,它的禁带宽度为3·2 eV,在波长小于370 nm的光照下, TiO2的价带电子被激发到导带上,产生高活性的电子-空穴对.受光源照射时半导体内载流子的变化.电子和空穴被光激发后,经历多个变化途径,主要存在俘获和复合两个相互竞争的过程，光致空穴具有很强的氧化性,可夺取半导体颗粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子,使原本不吸收光而无法被光子直接氧化的物质,通过光催化剂被活化氧化.光致电子具有很强的还原性,能使半导体表面的电子受体被还原,这两个过程均为光激活过程.同时迁移到体内和表面的光致电子和空穴又存在复合的可能,此为去激活过程,对光催化反应无效.水在这种电子-孔穴对的作用下发生电离,生成H2和O2.

TiO2表面受光激发后,其表面与水的接触面的反应用下列方程式表示:

TiO2+hv→h++e-

式中e-为导带上的光致电子h+为TiO2光致空穴.

h++H2O→H++·OH

O2+2e-+2H+→H2O2

Ti4++e-→Ti3+

O2+e-→O-2

H2O2+O-2→OH+OH-+O2

h++ OH-→OH·

H++e-→·H

·H+·H→H2

式中,·OH为羟基自由基,·OH不稳定,具有很高的活性[6],其氧化能力比H2O2和O3强.但必须指出的是,并非位于价带的电子能被光激发的半导体都能分解水.除了其禁带宽度要大于水的分解电压外,还有来自电化学方面的要求.半导体的导带电势要比氢电极电势EH+/H2稍负,而价带电势则应比氧电极电势EO2/H2O稍正。理论上,半导体禁带宽度>1·23eV就能进行光解水.但如果把能量损失考虑进去,最合适的禁带宽度为2·0~2·2eV.

是文献上的，如果你还想要文献的更具体的东西话，告诉我你邮箱，我给你发过去

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