1樓：duyijiehandan
首先，我們中學的化學課裡就有提到催化劑在化學反應前後其化學性質和質量不發生改變，只是加速反應程序。
下面是Wikipedia的解釋：
催化是利用催化劑改變化學反應速度的一種工藝。許多化學工業要利用催化作用來獲得需要的反應速度。催化也是一種化工單元過程，催化劑本身在反應中不會被消耗，但催化劑會改變反應速度，一催化劑亦可能參與複數的催化反應。
正催化劑可加速反應；負催化劑或抑制劑則會與反應物反應進而降低化學反應。可提高催化劑活性的物質稱為促進劑；降低催化劑活性者則稱為催化毒。（來自:
催化）根據上面的解釋，我們對催化有了乙個大致的了解。其中，有一點值得明確，就是催化劑確確實實參與到了反應中去，只不過最後又通過其他反應回到了原來的性質與狀態。
7, 19764-19788 (2015).）
水是一種非常穩定的化合物，將水分解成氫氣和氧氣的過程是乙個吉布斯（Gibbs）自由能增加的過程，也就是說，水的分解反應是乙個熱力學上非自發反應過程，又稱為爬坡過程。所以必須借助外加能量才能實現，光催化分解水中便是（太陽能）光子提供能量。具體的，便是半導體光催化劑（最常見的就是二氧化鈦）吸收大於或等於其帶隙（價帶與導帶之間的距離）能量的光子，會將半導體中的電子從價帶激發到導帶上，形成光生電子，此時的電子便是攜帶有光子能量的光生電子，電子具有很強的還原性能，在一定的條件下，會將水中的氫離子（也就是質子）還原成氫氣。
但是，這只是化學反應中的乙個還原半反應（也就是光催化中的產氫半反應），化學反應中的另乙個半反應是氧化半反應（也就是光催化中的產氧半反應）。電子被光激發走了，留下（有效質量比較大的）空穴在價帶——空穴也是一種光生載流子——空穴急需要得到電子，它便從水中去獲取電子，水將4個電子給了空穴之後，水自己被氧化成氧氣（參考文獻：Energy Environ.
Sci., 2015, 8, 2377--2382），（當然水中的氫離子被還原成氫氣了，前文已提到）。這便是光催化分解水反應的具體物理化學過程。
綜上，也就是說，水分解的產氫產氧過程還是水自身的反應，其中的能量是來自於太陽能（光子能量），催化劑在其中只是幫助其反應。
所以，回到最初的問題，提問者只關注了還原半反應，而忽略了氧化半反應的存在，從而產生了疑惑。處在失電子狀態的催化劑本身變成了強氧化劑，會將水中的電子再奪過來，將水氧化成氧氣。最後的結果是，催化劑本身相安無事，只是反應物（也就是水）遭遇了分解。
其實，在光催化的實際研究過程中，人們總是將產氫和產氧分開來研究。在做光催化劑產氫的實驗時，常選用甲醇作為空穴犧牲劑，也就是說，當電子去和質子反應生成氫氣時，光生空穴會和甲醇反應生成甲醛，這是因為這個反應比起水的直接氧化更容易發生。而在研究產氧反應時選用硝酸銀溶液作為電子的犧牲劑，電子和銀離子反應，形成銀單質。
空穴去參與水的氧化。
2樓：luchine
光催化過程中，光催化劑在接收光子，價帶上的電子被激發躍遷到導帶，該電子被稱為光生電子，同時價帶上留下乙個電子空缺位，被稱為光生空穴，具有奪電子能力，即氧化能力。（價帶和導帶的概念可自行查閱。）光生電子和光生空穴很容易在本體或表面復合。
能夠遷移到催化劑表面和反應物接觸的電子能夠參與反應，同時也將有乙個空穴被乙個氧化反應消耗，也就是從被氧化的物質那裡獲得電子。氧化和還原過程同時進行，所以催化劑上的電子是平衡的。不可能存在單一的還原過程。
光催化劑的光生電子用於產氫的同時，其空穴會氧化加在系統裡的犧牲劑或者氧化水產生氧氣。
N型半導體中自由電子是多數載流子，為什麼整個晶體不帶電，而不是帶負電？
逃避並不可恥 我覺得你可能只是從字面意思理解了n type 和p type doped的含義 摻雜的半導體依然是電中性無誤，只不過是負責產生電流的載流子不同而已，並不是意味著，在外界條件作用下，某種載流子就多了，某種就少了，電荷不平衡了 乙個蘿蔔乙個坑唄 shuqing pan 同意伊叔的回答。看來...
對於平衡態的半導體，電子濃度 空穴濃度 載流子濃度的平方。請問此時載流子濃度怎麼測量？
神秘博士DoctorWu 有必要澄清半導體知識的 空穴 是價帶的，而自由電子是導帶的。半導體知識的 空穴 的移動，能夠被拆分成三段過程。1 價帶的電子上公升到導帶留下了價帶的空穴。2 導帶的電子受電場驅使移動一定距離。3 導帶的電子回到價帶，復合另乙個已存在的空穴。三段過程敘述了 空穴 看起來在價帶...
請問半導體刻蝕中ICP和CCP的區別 優劣以及應用場景是什麼？
小叮噹 兩者的區別，前面已經有了很好的回答。稍微補充一下為什麼dielectric etch 要用 CCP.SIO2,Si3N4的化學鍵能高，需要更高的能量來打破化學鍵。Plasma 產生特性上CCP中的power 更容易傳達到sheath，所以離子能量更高。並且就裝置本身來說CCP 裝置的powe...