表面分子激发态光催化作用模型探索

光催化因存在催化剂量子效率低、太阳能利用率低和难以大规模应用等重大技术难题正面临持续发展的困惑。最根本的原因是人们对光催化作用的本质至今尚未获得理性认识，使催化剂的改进和研制处于盲目探索状态。基于对半导体光催化能带理论存在的缺陷、光催化过程与光化学和热催化过程共性的分析及前期探索，提出光催化剂的结构及其表面上基质和介质吸附态的结构和特性来研究光催化分子作用本质的新思路。项目选择三类不同电子结构的光催化剂：含金属分子筛、In(OH)3和Ga(OH)3、TiO2和Pt/TiO2, 三种典型有机物：烯烃、苯和吡啶，将通过催化剂表面状态和电子结构、反应物组成和电子结构对光催化系统光响应和反应性能影响的研究；有机物、O2和H2O分子在催化剂表面吸附态和电子结构、表面激发态的研究，探索建立一个表面分子激发态光催化作用模型，阐明光催化过程作用机制。这对光催化剂设计、光催化过程的分子理解有重大理论意义。