1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

20世纪90年代以来，tio2多相光催化在环境保护领域内的有机、无机污染物的去除方面取得了较大进展，被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。tio2因其光稳定性高、化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、具有高效性，被广泛用于光催化法处理有机或无机废水。但是由于tio2的禁带宽度较宽(3.2ev),仅能被波长较短的紫外线激发，故使得太阳能的利用率很低。另外，由于光激发产生的电子与空穴的复合，导致光量子效率很低，为了克服这些缺点， 近年来，离子修饰tio2是提高其光催化活性的一条很好的途径，成为目前光催化技术的研究热点。但在实际的研究应用中，tio2光催化存在3个比较明显的问题：(1)光催化剂受光照射后产生的电子空穴对复合概率较大，因而光子利用效率较低，光催化活性不高。(2)纳米tio2用于光催化剂时，在既保持高的催化活性又满足特定材料的理化性能要求前提下，难以在不同材料表面均匀且牢固地负载催化剂，使催化剂不易分离。(3)纳米tio2只能吸收太阳光中波长小于387nm的紫外线部分, 太阳能利用率低近年来，基于光催化发展起来的光电催化技术有望解决上述问题，已经受到广泛的关注和研究。

光电催化技术以纳米tio2固定在导电基材上，采用电化学辅助方法，能有效促进tio2光生电子-空穴对的分离，提高其催化效率，解决催化剂固液分离问题，因而倍受关注。光电催化技术的研究目前主要集中在具有良好光催化性能的tio2膜电极的制备、光电催化反应器的设计以及影响催化电解条件的因素等方面。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

问题一 光催化剂仍存在缺陷，其中之一就是量子效率较低，这就严重阻碍了光催化技术的广泛应用。被激活的电子空穴对，主要存在复合和输运两个相互竞争的过程。对催化过程来说，光激发载流子被输运并与电子供体或受体发生作用才是有效的。

研究手段：将电化学应用于半导体催化中的研究，即采用光电催化。具体方法是在紫外光照射的同时在电极上加压，光生电子通过外电路流向对电极，从而降低电子与空穴的复合几率，提高光催化效率。

问题二 入射光是光电催化反应的外在动力，在实际应用中，光辐射强度 i 与反应动力学常数 k 的相关性很重要，反应物降解速率随光源辐照强度的变化而变化。因此，本实验探讨光源的能量分布及光强度的大小对反应速率的影响。