光还原制备金属单质Bi的实验项目设计与研究

摘要

该文选用4种半导体光催化材料TiO2、BiOI、BiVO4及Bi2O3,设计开发出光还原制备金属单质Bi的实验项目.实验结果表明,由于半导体的导带和价带的电位不同,其发生氧化还原反应的驱动力不一样.TiO2和BiVO4导带电势比Bi3+/Bi更负,光照下可以发生还原反应,而BiOI和Bi2O3导带电位比Bi3+/Bi更正,不能发生还原反应.实验验证了电位电势决定了氧化还原反应发生的方向的结论.通过该实验项目的设定,可以加深学生对氧化还原反应的发生方向和电位电势之间的关系的理解,进一步扩展了学生关于半导体物理光催化的基本原理和知识,激发了学生的科研兴趣.