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(3) 光催化分解水制氢
将水裂解并且生成氢气，这一技术具有十分显著的学术以及社会意义：首先裂解水的产物氢气能作为燃料来使用。氢气做为清洁能源，能够从根本上解决由于过量的使用煤炭、石油等能源引起的温室效应遗迹环境污染问题。并且氢气作为可再生能源，它使用后的产物为水，可继续裂解制备氢气，不会存在能源枯竭的问题；其次自然界中的光合作用的初期过程就是将水在光的作用下生成氢气，并且将二氧化碳还原固定，因此了解水的光解这一过程对实现人工光合成有相当积极的作用。
2.理论框架
2.1 半导体光催化剂的基本原理
半导体光催化剂大部分都是n型半导体都具有特别的能带结构，这种能带结构被称为禁带，它存在于由一个充满电子的价带和一个空的导带之间的区域。这时当用比半导体吸收阈值能量高的光来照射半导体时,半导体的价带电子就会发生带间跃迁,就是说从价带跃迁到导带,并且产生光生电子(e-)和空穴(h+)。同时吸附在纳米颗粒表面上的溶解氧会俘获电子从而形成超氧负离子,那么空穴将吸附存在于催化剂表面的水和氢氧根离子，将它们氧化成氢氧自由基。而且据研究发现氢氧自由基和超氧负离子具有较强的氧化性,它能将大多数的有机物氧化成最终产物H2O和CO2,它甚至能将一些无机物彻底分解。