光催化还原二氧化碳(2)

菜单

1.2 光催化还原CO2原理

CO2的光催化还原是指催化剂受到光子或适当波长的光激发然后产生电子-空穴对，进而将CO2转化为活性物种参与反应的过程，是一种将光能转化为化学能的还原过程[2]。光催化还原CO2的化学反应通式如下(CA为催化剂)：

CA e-+h+

CA + CO2 有机物

H++H2O O2+H+

H++CO2+e- 有机物

目前，为提高光催化还原CO2反应的活性，主要是加入高活性的半导体光催化剂。半导体光催化剂的催化特性是因为其特殊的能带结构，由价带、导带和禁带3部分组成。价带充满电子，能级较低；导带一般是空带，能级较高；禁带是1个存在于价带和导带之间的不连续带[3]。理论上，只有当光能大于等于光催化剂的禁带宽度时，半导体价带上的电子才会被激发跃迁到导带上，从而价带就留下带正电的光生空穴[4]。目前所使用的光催化剂主要以二氧化钛、硫化物和铁酸盐为主，通过掺杂其他物质，来提高催化的活性和产物的选择性。良好的光催化剂需具备下面4个特点[5]:①为能够氧化电子给体，价带上发生空穴的氧化电位要足够正；②为能够还原电子受体，导带上的光生电子的还原电位要足够负；③必须抗光腐蚀并且不产生其他有毒副产物；④制备的过程要经济环保。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

2 光催化还原CO2催化剂的研究进展