气-固多相光催化氧化过程中H2-O2耦合效应及作用机理研究

针对光催化过程量子效率低而难以大规模应用的重大问题，基于我们的最新发现-富氧反应气氛中加入微量H2可极大提高Pt/TiO2对苯的光催化降解效率和活性稳定性，深入开展气-固多相光催化过程中H2-O2耦合效应及作用机理研究。系统考察H2对不同过渡金属修饰的半导体氧化物光催化氧化性能的影响，研究H2-O2耦合效应产生的条件及其调变规律；详细表征氢、氧和有机污染物分子在催化剂表面的吸附行为和化学状态，研究H2-O2耦合效应对光生电子-空穴对的分离及界面迁移、催化剂表面羟基自由基和超氧负离子自由基等活性氧物种的形成、污染物光催化氧化降解的中间物及反应产物分布等的影响，阐明氢分子促进光催化氧化过程的微观本质；探索把光催化分解水制氢与降解有机物两个不同热力学过程相耦合的途径，开发一个全新的高效降解有机污染物复合光催化系统。本研究对丰富光催化理论、促进光催化技术的大规模广泛应用具有重大的理论和实际意义。