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光热协同体系的构建,离不开一系列精心挑选与设计的材料,这些材料如同精密机械中的齿轮,相互协作,共同驱动着光能与热能的高效转换与协同作用。
首先,半导体材料是光热协同体系中的核心成员,它们如同光能的捕手,能够敏锐地捕捉并吸收光能。其中,TiO2、Bi2O3等半导体材料以其独特的电子结构,成为非均相光催化剂中的佼佼者。它们不仅能在紫外光照射下激发电子-空穴对,还能通过表面修饰等手段,扩展对可见光的吸收范围,从而实现更广泛的光谱利用。
此外,贵金属材料如Pt、Au、Ag等,在光热协同体系中扮演着至关重要的角色。当这些贵金属颗粒被沉积到半导体表面时,它们能形成肖特基势垒,有效促进光生载流子的分离与传输。同时,在光照条件下,贵金属表面的等离子体共振效应还能产生热电子,这些热电子如同微小的热能引擎,能够迅速提升体系温度,加速催化反应的进行。
除了半导体与贵金属材料外,碳基材料、有机物基材料等也因其独特的光热转换性能而受到广泛关注。这些材料通过不同的机制实现光能到热能的转换,为光热协同体系提供了丰富的选择空间。
综上所述,光热协同体系的构建需要一系列精心挑选与设计的材料。这些材料在光能的吸收、转换与利用过程中发挥着各自独特的作用,共同推动着光热协同技术的不断发展与进步。