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光电催化和电催化区别
发布时间:2023-02-06    浏览量:4478

对于光催化和电催化的差异,我简要概括三点,供朋友们参考:


1 最本质的就是能源转化形式不同,光催化是光能转化为化学能,而电催化是电能转化为化学能,这就导致对外界提供的能源,利用机制就根本不同。具体讲,光能的吸收大部分需要借助电子跃迁与激发,因为反应中实际参与反应的是激发后的电子与空穴,而电催化是借助外电压,通过构建外电路和电场而直接施加到反应物种上;光催化中,光有禁带宽度不够,还需要确保带边适合具体反应

2 催化剂显著不同:光催化因为需要吸收光子的能量,往往采用具有合适禁带宽度的半导体,其光吸收能力与转移光生电子/空穴的能力直接决定了催化性能好坏,其中一个核心指标就是价带、导带的带边位置,而电催化不涉及此类激发行为,但需要有电子作为反应物或产物直接参与反应,催化性能往往与催化剂的导电性、局部活性位的化学活性密切相关;


3 化学本质显著不同:光催化本质是激发态化学,不是基态化学,即反应中电子或空穴不同于其稳定的基态,因此显著受到激发态稳定性的影响,光生载流子的寿命、迁移与复合行为往往是考察的重点,而电催化属于基态化学,绝大部分不需要考虑电子的激发以及寿命问题。


对于如何采用DFT方法计算光催化和电催化,并准确理解计算结果,有基本的共同规范,也有因具体反应而特殊的考量。光催化计算更多的会关注半导体性质,而电催化对化学基元过程有更多考量。希望系统学习的,可以关注中教金源!!!。


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