摘要：常见的牺牲剂有甲醇、三乙醇胺、乳酸、亚硫酸钠，牺牲剂作为电子给体通过消耗价带空穴，来避免电子和空穴的结合[1]。本文从光解水产氢的几种牺牲剂体系为出发点，综述了牺牲剂体系的研究进展，并且对其进行了展望。

关键词：光解水产氢、牺牲剂、甲醇、三乙醇胺、亚硫酸钠

氢能是一种新能源，它的燃烧热值高且清洁无污染，利用太阳能分解水制氢被认为是一种新兴的研究方向。而在光解水产氢实验中，除了助催化剂的选用，牺牲剂的使用也具有重要意义。

        牺牲剂是在化学反应过程中会被消耗掉的，能提高反应效率的物质。在光解水产氢实验中，牺牲剂的存在能够防止电子和空穴的结合。

1光解水产氢中牺牲剂体系发挥作用的原理

        牺牲剂作为给电子体，可以消耗光生空穴，并留下电子与水反应产生氢气，牺牲剂的氧化电位比H2O高，增加了氧化半反应的驱动力，从而降低了光生电子的复合，此外部分助催化剂可以有效地抑制光催化剂的光腐蚀，特别是金属硫化物的光腐蚀[1]。

2甲醇牺牲剂体系

        甲醇等醇类可以使电子还原氢离子吸附水分子，从而达到提高催化效率的作用。

2.1甲醇为牺牲剂对Ni(OH)2修饰CdS的光催化产氢活性的影响

        光生空穴被甲醇消耗，光生电子和空穴在甲醇的作用下难以结合，以此提高催化剂的光催化活性。当没有牺牲剂时，Ni(OH)2和CdS摩尔比为1：2时，光催化产氢速率最高是2395μmol/h,而在有甲醇作为牺牲剂时，其他条件相同的情况下，光催化产氢活性是5896μmol/h[7]，光催化氢的活性有了极大提高，由此可看出甲醇是一种优秀的牺牲剂。

2.2甲醇对CuO/TiO2光催化剂的产氢活性的影响

        李福颖等人进行了多种一元醇牺牲剂对于光产氢活性影响的实验，该实验中催化剂是50 mg Pt/TiO2，选取的牺牲剂分别是5 m L乙醇、丙三醇、正丙醇、正丁醇、甲醇、乙二醇，或 5 mg 丁四醇[6]，分别比较相同时间的产氢量得知，产氢活性顺序由高到低是甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇，产氢活性的顺序正是和碳链由长到短的顺序一致，得到了产氢活性的差异可能是由于一元醇的溶剂极性差异所致的结论，碳链越短极性越强，越容易吸附到催化剂表面，促进醇分子与催化剂表面的羟基自由基相结合以提高催化效果。也说明吸附效果直接决定了光化学反应的程度。甲醇可以使电子能够更有效地还原氢离子或者吸附存在于催化剂表面的水分子，和其他醇类牺牲剂相比，它对催化剂的产氢效率提升最多，有了牺牲剂的存在，光产生的电子和空穴复合率降低，使得水分解这个可逆反应正向进行，有利于正反应。

        醇类催化剂中氢源作为光生电子－空穴复合抑制剂[9]， 氢源被氧化，生成了羟基自由基，连续不断的羟基自由基抑制光生电子与空穴复合，提高了催化剂的催化效果，同时醇类被氧化后可以提供额外的电子，催化剂表面的量子产率提高，光解水产氢效率提高。

3乳酸牺牲剂体系

        乳酸含有碳氧双键，它有与甲醇类似的作用。

3.1乳酸为牺牲剂对Ni(OH)2修饰CdS的光催化产氢活性的影响

        乳酸作为该实验的牺牲剂时，易与Ni(OH)2进行反应，Ni(OH)2分解后会以镍离子的形式在溶液中存在，之后镍离子会与光生电子发生反应，它被还原成单质镍，有利于光生电子和空穴分离与转移，提高催化剂的光催化活性。

3.2乳酸为牺牲剂对MoS2/CdS光催化产氢活性的影响

乳酸与光生空穴进行反应时生成CO2和H2O。然而，当乳酸和葡萄糖同时作为牺牲剂时，CdS 价带中的空穴与 OH-反应生成 OH+,OH+会快速和葡萄糖反应形成甲酸，最终转化成二氧化碳和H+，这样一来提高了产氢效率。葡萄糖和乳酸共同作用时，效果明显好于单单以乳酸作为牺牲剂，葡萄糖反应产生了众多的H+并进行析氢反应，同时光生空穴被消耗[2]。而且由于葡萄糖来源多种多样，是众多化学反应的底物，乳酸和葡萄糖协同作用一定程度上对生物体实现绿色光解水提供了可能性。