采用多种M元素合成的Zn1-xMxO化合物的光催化效率：在紫外、可见及太阳光范围内的响应

摘要： 废水处理领域中太阳能应用受限于光反应器的光催化效率（特别是所用光催化剂）不足1%的事实。本研究报道了针对不同[M]/[Zn]原子比的Zn1?xMxO化合物基催化剂的探索，其中M元素包括：Na、K、Li、Fe、V、Co、Mg、Mn、Ca、In、Al、P、Ce。所有催化剂均通过溶胶-凝胶法合成，并采用SEM、EDS、XRD和UV-Vis-NIR DRS技术分析了样品的形貌、成分结构及光学特性。为评估光催化效率，在受控辐射条件（紫外光、可见光或模拟太阳光）下开展实验。结果表明：当催化剂被设计为捕获可见光范围光子时，这些光子产生自由基的效率低下——这种低效性反映出催化剂在太阳光谱范围内的工作性能较差。虽然某些元素族（碱土金属）显示出良好前景，但要使催化剂达到太阳能应用的足够效率仍需付出巨大努力。