光生电子、空穴的分离效率

电子的跃迁速率

而光催化过程是在半导体材料表面进行的，因此，催化剂的结构、晶体组成和表面性质对内部电子空穴跃迁起到了十分重要的影响。因此，光催化剂本身的晶体内部和本身的性质决定了光催化进程的发展。影响材料光催化性能强度的主要因素有以下几点:

（1） 催化剂尺寸

在一定程度上降低催化剂的颗粒尺寸将有效增加其光催化活性位点，从而提高催化剂光催化活性。但是，并不能无限制地降低催化材料颗粒，因为若球形微粒内部空间过于狭窄会导致光生电子、空穴的复合率提高，而降低其光活性。因此，两者间的平衡便成了主要的研究方向。

Wu等[26]通过理论研究证明了一种新型纳米带结构可以在一定程度上克服小尺寸球形微粒的缺点。研究表明，增加材料的长向直径比能提升光催化性。迄今为止有多种纳米材料的一维控制合成已试验成功并被报道，如CdS, Zn0和GaN等[22-28]。Yi等[29]研究了在极端pH值条件下稳定的GaN纳米线材料的光催化活性。实验证明，GaN材料结构不同，光催化性也不同。纳米线光催化剂的光催化性高于亚微米点阵和薄膜等结构。

   （2） 比表面积

之前已知，光催化反应是一种在物质表面进行的氧化还原反应，因此，催化剂的表面形貌和性质对反应具有相当大的影响因素。另外比表面积也是一大要素，比表面积越大，所需分解物与催化剂接触的面积也就越大，对于自由基的生成和活性越有正面的影响，也提供更多的活性位点。

Liu等[30]报道了一种碳酸盐掺杂TiO2微米球的制备方法，所制备的微米球尺寸可调，可调控区间为0.5μm到4μm，且其孔尺寸从3 nm到11 nm可调。该微米球最大的比表面积达到500 m2g-1。在可见光照射下，所制备碳酸盐掺杂微米球的产氢量为0.2 mmol h-1g-1，高于以往的TiO2的产量，由此实验结果得出结论，催化剂比表面积越大，催化剂的光催化性越强。

（3） 晶面结构

倘若半导体光催化材料的结晶度低，其内部将会有较多的缺陷和杂质，而导致光生电子空穴对的分离效率降低。依次为基准，得出结论，结晶度越高，光催化效率也应越高。Amamo 等[31]通过实验通过具有相同比表面积的结晶态Bi2WO6 和非晶态Bi2WO6，通过降解乙醛的实验发现结晶态 Bi2WO6 的光催化性能远高于非晶态 Bi2WO6。

1.5 光催化技术的研究现状