属氮化物（氧），氧硫化物等。然而，大多数含有昂贵的贵金属成分，还远远不 能满足工业上对经济性和稳定性的要求。

日本学者 Fujishima 和 Honda 最早的发现了使用光照 TiO2 电极可以使水分解 产生氢气，这证明了利用太阳能可以分解水制氢。随着由电极电解水变成多相催 化分解水，以及 TiO2 的很多新型光催化剂的发现，在许多国家兴起了以光催化 方法分解水制氢。光催化制氢技术经过了光电化学电池、光助络合催化和半导体 光催化等阶段，已经在光催化相关理论方面取得了较多的成果。

1。2 光催化技术

1。2。1 研究背景

虽然高速发展的科技为人们带来了很多舒适和方便，但同时也带来了很多的 问题和困扰，如全球变暖、臭氧层破坏、雾霾、酸雨、疯牛病、二噁英事件等等， 都是环境恶化的恶果，但是环境污染带来的问题还远远不止是这些，环境恶化严 重地威胁了人类的身体健康和繁衍生存[3]。

因此，保护环境、节约能源、控制污染，完成可持续发展是全人类的共同心 声和迫切希望，在所有的污染源中，对环境影响最严重的就是化学污染，因此， 控制化学污染对对土壤、水等人类最基础的生存环境的污染在环境治理中显得尤 为重要，研究开发能够是化学污染无害化的技术是目前的首要任务。

虽然目前使用的控制化学污染的方法，如：化学氧化法、微生物处理法、物 理吸附法以及高温焚烧法起到了很多用处。 但是这些技术都不同程度地有着， 效率低、无法使污染物彻底无害、容易产生二次污染；成本高，不利于大范围的 使用；利用范围窄，针对的污染物很少等缺点。因此，研究开发高效率、低成本、 适用范围广的控制化学污染的技术是环境保护技术的重中之重。光催化技术就这 样应运而生了，光催化技术是自 20 世纪以来慢慢发展起来的一门新兴的环境保 护技术。经历了将近二三十年的发展，光催化技术已经被应用到各个方面，除了 环境净化之外，清洁能源转化和自清洁除菌等等领域也逐渐开展光催化技术的研 究和应用[4]。

1。2。2 光催化简介

20 世纪 30 年代，半导体光催化技术逐步发展起来。水与光发射出的电子结

合形成自由基，可以将有机污染物分形成对环境没有影响的化合物，20 世纪 80 年代末光催化技术在环境污染控制方面得到应用 。由于光催化可以在十分简单 的条件下发生，只需要光照和温室，所以它十分经济，并且没有二次污染的困扰。 使得成为了一种重要的环境污染治理方法。目前，开发更加高效的新型光催化材 料，是当前的研究重点。同时，光催化技术也存在着许多的难点。例如，怎样在 可见光照射下提高催化效率、怎样使光催化剂能够重复循环使用等等。

1972 年 Fujishima 等人利用 TiO2 发现了光催化可以将水分解成氢气和氧气， 从而发现了半导体光催化技术。主要的半导体材料有 TiO2、ZnS 等等，由于 TiO2 无毒、价格便宜、抗腐蚀、不需要另外的电子受体、不会造成二次污染、具有很 强的氧化还原能力并且 TiO2 能够将水中的有机污染物转化为 H2O 和无机离子。 因此，TiO2 成为目前最主要的半导体材料。与之前的方法相比，半导体光催化技 术反应条件更加简便，并且廉价，环保，成为目前人们接受并且喜爱的技术[5]。

1。2。3 半导体光催化原理

半导体光催化剂大部分是以 n 型半导体呈现（以 TiO2 为例），分子周围形 成了大量的光致电子和空穴，在光照条件下，它们不断地产生并且复合，价带上 的电子发生跃迁，从价带跃迁到导带,继而产生光生电子(e-)以及空穴(h+)。之后， 光电子和空穴自由扩散到催化剂表面，价带电子是强氧化剂而价带空穴是强还原 剂，电子与空穴分别与分子进行氧化还原反应[6]。 氨法热聚合制备氮化碳及其光催化性能研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_97868.html