半导体材料中空位的引入、表征及其对光催化的影响

光催化被认为是解决全球性能源危机和环境污染问题的有效方法之一,然而光催化剂较低的能量转换效率抑制了光催化的应用。其中,空位作为最常见的晶体缺陷,能够在不引入外来元素的条件下调节光催化剂的电子结构和表面性质,促进光催化剂的光吸收、电荷分离和迁移以及表面反应。因此,概述并总结了半导体光催化剂中空位缺陷的研究进展。首先讨论了在光催化剂中引入空位缺陷的一些主要手段,包括化学还原、高温处理等常见方法和水解、超声等不常见但有效的方法。其次主要从微观表征和光谱表征两方面介绍了目前识别和量化空位的表征技术,这些技术有助于深入理解空位结构与光催化剂性质之间的关系。随后从光吸收、电荷分离和迁移及表面反应三个方面着重介绍了空位在光催化过程中的关键作用。最后,提出了光催化材料空位缺陷的前景和挑战,空位浓度的可控性、复合改性的联合作用和空位的稳定性是亟需解决的问题。这篇综述总结了光催化剂空位改性的有效策略,能为空位缺陷增强光催化的研究提供一定的理论参考。