利用低温扫描隧道显微镜研究长链有机物在TiO2(110)表面降解的光解离过程

With the deterioration of the earth’s environment, strengthening environmental protection and finding “green” technology has become a major problem in the major problem in the national economy and people’s livelihood. As a commonly material of heterogeneous catalysis, Titanium dioxide (TiO2) has been widely used in water splitting and organic matter degradation. Though heterogeneous photocatalytic process, macromolecular organic pollutant in wastewater could degrade to non-toxic or low toxic small molecules. In order to research the mechanism of photo catalysis system, single crystal TiO2 especially (110) lattice place was investigated widely. How to photo-degrade the long chain organic components to short chain small molecules has became an important research subject by using titanium dioxide. We plan to ovserve the photo-degradation on micro-level by Scanning Tunneling Microscope. Visualized reaction process could prompt the related mechanism of photo reaction which could help us to understand the degradation process of long-chain organic components.

伴随着当前地球环境的恶化，人们环保意识的增强，加大环境保护和“绿色”的治理技术成为了关系着国计民生的重大问题。二氧化钛(TiO2)作为一种常用的多相催化材料，在水光解和有机物降解等方面有着广泛的应用。TiO2通过多相光催化可以将废料污水中的有机污染物大分子降解为无毒或低毒易降解的小分子，且具有高效、节能、无二次污染等优点。为了能够更透彻的研究清楚这一光催化体系，如何准确的理解光解过程和分析光解机理就变得尤为重要。因此近些年科学家对二氧化钛单晶，特别是(110)晶面开展了广泛的研究并取得了一系列成果。利用氧化钛将长链的有机物光照分解为短链的小分子已经成为了重要的研究课题。通过扫描隧道显微镜，我们从可以从微观上观测光降解的相关机制，从机理上获得相关规律信息，以期更好的理解光致降解过程。

二氧化钛作为一种常用的多相催化材料，在有机物光化学和有机物降解方面有着广泛的应用。二氧化钛通过多相光催化可以将废料污水中的有机污染物大分子降解为无毒或低毒易降解的小分子。为了能够更透彻的研究清楚这一光催化体系，我们用二氧化钛单晶（110）面开展了一系列的工作。利用扫描隧道显微镜，研究了乙二醇分子在表面的光化学过程，对产物甲醛进行了超高分辨的表征，第一次给出了甲醛物理吸附和化学吸附共存的直接证据，同时给出了其高分辨构象的一系列实验数据；对复杂环境下小分子的光解离进行了研究，给出了复杂环境对于甲醇分子分解的影响；对苯环这一官能团对光化学的影响进行了探索，发现苯环可以提高烷烃在氧化钛表面的吸附效率，同时苯乙烷会在光照过程中发生低温下的碳氢键活化，具有重要的价值。