分子筛光催化复合材料的制备及应用研究进展

相丹丹，申文静，郭一帆，陈倩羽，张嘉琪，汤雁婷，2，郭泉辉，2∗

（1.河南大学 化学化工学院，河南 开封475004；2.河南大学河南省催化反应工程研究中心，河南 开封475004）

工业革命以来，全球能源危机与环境污染问题日益严重，寻找清洁、可持续能源迫在眉睫。太阳能因其总能量巨大，地域限制小，可就地开发利用等优点而受到广泛关注。光催化自上世纪70年代以来得到迅速发展，光催化剂的种类繁多，包括TiO2、WO3、SnO2、CdS、ZnO、ZnS、MoO3、PbS 等多种氧化物和硫化物半导体，另外还有部分银盐，卟啉等也有光催化效果。而光催化主要是利用太阳光来激发化合物半导体，利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。当能量大于或等于能隙的光照射到半导体纳米粒子上时，其价带中的电子将被激发跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子—空穴对，利用电子—空穴对的还原氧化性能，可以降解污染物以及光解水制备氢气，机理如图1所示。目前光催化技术已被广泛应用于环境净化、废水处理、自清洁材料、先进新能源、癌症治疗、高效率抗菌等多个前沿领域［2－3］。

图1 半导体光催化原理［1］Fig.1 Principle of semiconductor photocatalysis

光催化剂在应用中主要通过以下两种方式进行：1）是光催化剂以悬浮相形式存在于溶液中，在光照下与反应物进行反应；2）是将光催化剂负载在载体上进行光催化反应。在悬浮体系中，光催化剂存在易凝聚失活和回收困难等缺点，极大限制了其在环境净化方面的应用。而负载型光催化剂具有易分离、便于回收、可重复使用等优点［4－5］，是当前半导体光催化材料制备领域研究的热点之一。……