半导体光催化分解水研究进展

1972年， Fujishima等［1］用TiO2光电极分解水的研究极大地推动了光催化的迅速发展. 经过近30年的研究, 光催化已形成了两大主要分支： 环境光催化和太阳能转化光催化（主要是光催化分解水制氢）. 环境光催化是目前光催化研究的热点, 是一种消除污染的环境友好先进技术. 光催化处理水中的氯化芳烃、 表面活性剂、 染料、 除草剂、 杀虫剂以及无机污染物CN-、 CrO42-等均有很好的效果, 且不会产生二次污染. 有关这方面的研究， 国内外已有很多综述报道［2～6］. 与消除有机污染物相反, 光催化也可应用于有机合成, 如烟酰胺衍生物的还原［7］等, 这方面可见文献［8］. 光催化对生命的起源化学进化也起了作用, 用CH4、 NH3、 KCN、 H2O等小分子可以合成氨基酸［9～11］、 核酸碱［12］, 用氨基酸可以合成低聚肽［13］. 　　太阳能是取之不尽、 用之不竭的一次性能源. 是通过绿色植物和光合微生物的光合作用, 将太阳能转化为化学能的. 目前人类面临煤、 石油等能源日趋枯竭的危机, 寻找新的能源受到广泛重视. 把太阳能转化为可储存的电能、 化学能是人们最感兴趣的研究课题. 氢是一种易于储存、 运输和可再生的清洁能源. 太阳能分解水制氢是利用太阳能的最好的方法之一. 通过光电过程利用太阳能分解水的途径有: （1）光电化学法. 通过光半导体材料吸收光能产生电子-空穴对, 分别在两电极电解水; （2）均相光助络合法. 利用金属配合物组成的氧化还原体系吸收光分解水； （3）半导体光催化法. 其中以半导体光催化分解水制氢的方法最经济、 清洁、 实用, 是一种有前途的方法. 我们主要介绍半导体光催化分解水反应研究的新进展.