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光電催化主要由哪些部分組成?

發布時間:2022-09-26      點擊次數:331
  光電催化是光催化與電催化的結合,可將兩種技術的優點體現。
  基于半導體材料的光電催化反應池主要包含四個部分:
  1. 光電極:也稱工作電極,是光電催化反應池中的核心部件,由用于捕獲光能量的半導體材料構成。
  一般情況下,將n型半導體薄膜/導電基底稱為光陽極,p型半導體薄膜/導電基底稱為光陰極。
  光電催化常見的光電極制備方式是將光電極半導體材料附著于氧化銦錫(ITO)或摻氟氧化錫(FTO)等有著較低功函數的透明導電氧化物鍍膜玻璃上,將光電極夾持在如圖2(a)所示的電極夾具上使用。
  2. 對電極:若只研究單一光陽極或光陰極時,需要引入對電極來充當另一半的半反應場所。對電極通常選用具有良好電荷傳輸性能和較低反應過電勢的材料,一般為Pt電極,如圖2(b)所示。
  3. 參比電極:為確保施加在光電極上的電位準確穩定,通常會加裝參比電極,將整個光電催化反應池構建成三電極體系。參比電極可選擇Ag/AgCl電極、Hg/Hg2Cl2電極或Hg/HgO電極,如圖2(c)所示。
  4. 適當的電解質溶液:電解質溶液在光電催化反應反應池中起聯通電路的作用,需要具有良好的離子電導率。
  根據光電催化反應中光電極材料性質的不同,電解質溶液的pH值和構成電解質溶液的離子類型也不盡相同。
  在選擇電解質溶液時需要注意的是,要確保所選的電解質溶液不與所選用的參比電極發生反應。
  電解質溶液可分為三種:
  1)酸性電解質溶液:H2SO4溶液等;
  2)中性電解質溶液:Na2SO4溶液、K2SO4溶液等;
  3)堿性電解質溶液:NaOH溶液、KOH溶液等。
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