3.1 氧化钛的能带结构
半导体粒子具有能带结构,一般由填满电子的低能价带
( Valence band , VB )和空的高能导带( Conduction
band , CB )构成,价带和导带之间存在禁带。电子填充时,优先从
能量低的价带填起。氧化钛是宽禁带半导体。金红石相禁带宽度
3.0eV ,锐钛矿相 3.2eV 。
半导体的吸光阈值 g 与禁带宽度 Eg 有密切关系:
g ( nm )= 1240/Eg(eV)
多数半导体的吸收波长阈值都在紫外区,不吸收可见光,因此它
们多数是透明的。对锐钛矿 TiO
2
( pH = 1 ), g 387nm 。
吸收阈值越小,半导体禁带宽度越大,则产生的光生电子和空穴
的氧化还原电势越高。
热力学允许的光催化氧化还原反应:要求受体电势比 TiO
2
导带电
势低(更正);给体电势比 TiO
2
价带电势高(更负)。
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