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光电催化主要由哪些部分组成?

发布时间:2022-09-26      点击次数:343
  光电催化是光催化与电催化的结合,可将两种技术的优点体现。
  基于半导体材料的光电催化反应池主要包含四个部分:
  1. 光电极:也称工作电极,是光电催化反应池中的核心部件,由用于捕获光能量的半导体材料构成。
  一般情况下,将n型半导体薄膜/导电基底称为光阳极,p型半导体薄膜/导电基底称为光阴极。
  光电催化常见的光电极制备方式是将光电极半导体材料附着于氧化铟锡(ITO)或掺氟氧化锡(FTO)等有着较低功函数的透明导电氧化物镀膜玻璃上,将光电极夹持在如图2(a)所示的电极夹具上使用。
  2. 对电极:若只研究单一光阳极或光阴极时,需要引入对电极来充当另一半的半反应场所。对电极通常选用具有良好电荷传输性能和较低反应过电势的材料,一般为Pt电极,如图2(b)所示。
  3. 参比电极:为确保施加在光电极上的电位准确稳定,通常会加装参比电极,将整个光电催化反应池构建成三电极体系。参比电极可选择Ag/AgCl电极、Hg/Hg2Cl2电极或Hg/HgO电极,如图2(c)所示。
  4. 适当的电解质溶液:电解质溶液在光电催化反应反应池中起联通电路的作用,需要具有良好的离子电导率。
  根据光电催化反应中光电极材料性质的不同,电解质溶液的pH值和构成电解质溶液的离子类型也不尽相同。
  在选择电解质溶液时需要注意的是,要确保所选的电解质溶液不与所选用的参比电极发生反应。
  电解质溶液可分为三种:
  1)酸性电解质溶液:H2SO4溶液等;
  2)中性电解质溶液:Na2SO4溶液、K2SO4溶液等;
  3)碱性电解质溶液:NaOH溶液、KOH溶液等。
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