林则东　　戴玉华　　李可心

（南昌航空大学环境与化学工程学院，南昌330063）



光电子寿命与介电常数的关系及其对光催化效果的影响

林则东戴玉华*李可心*

（南昌航空大学环境与化学工程学院，南昌330063）

摘要：通过理论推导给出了描述光催化剂导带上光电子寿命与光催化剂介电常数关系的方程。根据该方程和光催化剂的催化机理，通过理论分析我们发现，光催化剂的催化效果与光催化剂的介电常数之间满足如下关系：光催化剂的介电常数越大，光催化剂导带上的光电子寿命就越长，光催化剂导带上的光电子越不容易通过受激辐射和自发辐射跃迁回到价带与价带上的空穴复合，提供给空穴氧化光催化剂表面的氢氧根离子和水分子形成羟基自由基的时间就越长，越有利于光催化反应的进行。

关键词：光催化效果；光电子寿命；介电常数

光催化机理表明：光催化剂中电子的能量分布服从能带结构。价带能级Ev中的电子吸收了一定频率ν的光子（hν=Ec－Ev，h为普朗克常量）后就会被激发跃迁到导带能级Ec，形成带负电的高活性光电子，同时在价带上产生带正电的空穴，光催化剂的空穴可以吸收吸附在光催化剂表面的氢氧根离子和水分子，并将它们氧化成羟基自由基。羟基自由基活性很高，能氧化水中大多数的有机污染物及部分无机污染物，将其最终降解为二氧化碳、水等无害物质以达到降解水中污染物的目的［1］。根据光催化剂催化机理，空穴氧化光催化剂表面的氢氧根离子和水分子形成羟基自由基是光催化剂催化反应过程中最重要的一个环节。……