文献综述
一、选题背景及意义 自21世纪以来，随着经济的快速发展和科技的不断创新，能源危机与环境污染问题日趋严重。
传统的能源利用方式具有利用率低、易造成污染等缺点，探寻可持续、无污染的清洁能源逐渐成为了研究热点。
其中钙钛矿类光催化剂，尤其是钛酸锶基催化剂，以其优异的能级结构、独特的光物理和电化学性能引起了广泛的研究热潮。
钛酸锶（SrTiO3）是典型的钙钛矿型结构，具有禁带宽度高(3.4eV）、光催化活性优良等特点，相较于TiO2材料(锐钛矿型TiO2带隙3.2eV、金红石型TiO2带隙3.0eV)，SrTiO3具有更宽的带隙，当其发生光响应后，具有更高的氧化还原能力，此外SrTiO3还具有良好的化学稳定性和环境友好特性，因此在光催化分解水制H2[1.2]、还原CO[3.4]和降解有机污染物[5]等领域有极高的研究价值。
二、SrTiO3光催化反应机理 图1是SrTiO3光催化反应机理光催化反应机理，当太阳光照射到SrTiO3表面时，若光子能量大于SrTiO3禁带宽度，价带上的电子将吸收能量并跃迁至导带，从而价带上会产生带正电的空穴(h )，与导带上带负电的电子(e-)形成电子-空穴对，但此过程只有少数的未复合电子-空穴对参与光催化反应。
电子迁移到光催化剂的还原活性位点，而空穴迁移到光催化剂的氧化活性位点，光生电子和空穴迁移到半导体表面能够和水产生氧化还原反应分别产生氢气和氧气。
图1 SrTiO3光催化反应机理[7]半导体光解水产氢具备以下两个条件：（1）合适的价带、导带位置：半导体的价带和导带位置要分别匹配于水的氧化还原电位。
导带电位要负于H /H2的还原电位(0 eV vs.NHE)，价带电位要高于O2/H2O的氧化电位(1 .23 eV vs.NHE)。
（2）合适的带隙：作为光催化剂的半导体材料，它的带隙不能太宽，这样才能够吸收入射光子，从而形成具有氧化还原能力电子-空穴对；另外，水分解产生H2和O2的过程是△G增大的非自发化学反应(△G= 237 kJ/mol)。
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