該文選用4種半導體光催化材料TiO₂、BiOI、BiVO₄及Bi₂O₃,設計開發(fā)出光還原制備金屬單質(zhì)Bi的實驗項目。實驗結(jié)果表明,由于半導體的導帶和價帶的電位不同,其發(fā)生氧化還原反應的驅(qū)動力不一樣。TiO₂和BiVO₄導帶電勢比Bi³⁺/Bi更負,光照下可以發(fā)生還原反應,而BiOI和Bi2O₃導帶電位比Bi³⁺/Bi更正,不能發(fā)生還原反應。實驗驗證了電位電勢決定了氧化還原反應發(fā)生的方向的結(jié)論。通過該實驗項目的設定,可以加深學生對氧化還原反應的發(fā)生方向和電位電勢之間的關系的理解,進一步擴展了學生關于半導體物理光催化的基本原理和知識,激發(fā)了學生的科研興趣。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2020,37(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同半導體材料的能帶位置

圖2給出了Ti O2/FTO光催化光還原反應前后的XRD圖。從Ti O2的XRD特征峰可以看出來，Ti O2是明顯的銳鈦礦晶相。經(jīng)過光還原反應后，在XRD的射線衍射圖譜上多出若干新的衍射峰，是Bi金屬單質(zhì)的晶體衍射峰，XRD可以說明Ti O2光照后形成的光電子可以使得溶液中的Bi3+還原成Bi單質(zhì)。圖3為Ti O2光還原反應前后的SEM圖�？梢钥闯鲐撦d在FTO上的Ti O2為球形顆粒狀，尺寸大約在30～50 nm，納米Ti O2顆粒表面光滑。光還原反應后，Ti O2顆粒表面變粗糙，表面大量覆蓋細小的形貌不規(guī)整的小顆粒物質(zhì)。結(jié)合XRD圖，這些表面負載的顆粒狀物質(zhì)可能是形成的Bi金屬單質(zhì)。

圖3為Ti O2光還原反應前后的SEM圖�？梢钥闯鲐撦d在FTO上的Ti O2為球形顆粒狀，尺寸大約在30～50 nm，納米Ti O2顆粒表面光滑。光還原反應后，Ti O2顆粒表面變粗糙，表面大量覆蓋細小的形貌不規(guī)整的小顆粒物質(zhì)。結(jié)合XRD圖，這些表面負載的顆粒狀物質(zhì)可能是形成的Bi金屬單質(zhì)。2.2 Bi OI/FTO光催化材料


本文編號：3407553