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光电催化是光催化与电催化的结合,可将两种技术的优点大化体现。
基于半导体材料的光电催化反应池主要包含四个部分:
1. 光电极:也称工作电极,是光电催化反应池中的核心部件,由用于捕获光能量的半导体材料构成。
一般情况下,将n型半导体薄膜/导电基底称为光阳极,p型半导体薄膜/导电基底称为光阴极。
常见的光电极制备方式是将光电极半导体材料附着于氧化铟锡(ITO)或掺氟氧化锡(FTO)等有着较低功函数的透明导电氧化物镀膜玻璃上,将光电极夹持在所示的电极夹具上使用。
2. 对电极:若只研究单一光阳极或光阴极时,需要引入对电极来充当另一半的半反应场所。对电极通常选用具有良好电荷传输性能和较低反应过电势的材料,一般为Pt电极
3. 参比电极:为确保施加在光电极上的电位准确稳定,通常会加装参比电极,将整个光电催化反应池构建成三电极体系。参比电极可选择Ag/AgCl电极、Hg/Hg2Cl2电极或Hg/HgO电极,
4. 适当的电解质溶液:电解质溶液在光电催化反应反应池中起联通电路的作用,需要具有良好的离子电导率。
根据光电催化反应中光电极材料性质的不同,电解质溶液的pH值和构成电解质溶液的离子类型也不尽相同。
在选择电解质溶液时需要注意的是,要确保所选的电解质溶液不与所选用的参比电极发生反应。
电解质溶液可分为三种:
1)酸性电解质溶液:H2SO4溶液等;
2)中性电解质溶液:Na2SO4溶液、K2SO4溶液等;
3)碱性电解质溶液:NaOH溶液、KOH溶液等。
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