气-液界面光化学合成光催化功能微/纳结构半导体材料

以半导体材料的光催化功能为牵引，引入一种简便、廉价、低温、绿色合成技术- - 气-液界面光化学合成技术。所合成微/纳米结构材料通常会由于界面反应而造成一定的元素缺失或空位形成，这些特点显然对材料的光-电子转移具有重要影响，在光电子相关领域，例如光催化领域，具有重要的应用。本项目主要研究利用低功率紫外光或太阳光在气液界面直接合成硫化物和氧化物类半导体微/纳结构材料；合成中所涉及的光化学与界面反应机理；合成条件与材料结构、形态及光催化和发光性能的量化关系；在此基础上对已合成的材料进行有目的光化学改性、复合和组装以获得更优的性能或相关器件；本项目的实施将建立一种新的微/纳米结构材料合成方法，发现相应的材料结构形成机理，进而促进光催化和发光功能半导体的应用。目的在于推出一种新的光-电化学功能材料体系合成方法，从源头进行光催化相关性能的研究。

光催化材料和技术是目前化学、材料科学和环境科学等领域研究的热点和重点，是解决环境污染的重要方向之一。本项目以材料在光催化领域的应用为牵引，提出利用室温光化学技术在气-液界面合成/构筑微/纳结构光催化材料，目的在于引入一种新的光催化材料或结构的加工方法，降低材料生产成本，发现新的科学问题。以几种典型的光催化材料为代表，如：SnO2，CuS，CdS，Cu2O，研究了材料和结构的形成机理、控制方法、复合方法和原理、应用时涉及的光催化反应原理；开拓了几种聚合物微球的光引发聚合方法，并将此聚合物微球作为模板诱导合成光催化微/纳结构和复合结构；进一步， 在光化学合成研究过程中发现了其它一些非光化学方法，用于低温（<1000C）或室温合成光催化材料，并将其用于光催化降解污染物。成功获得了SnO2、CdS、CuS等形成和光催化应用时涉及的光化学反应机理、形态控制和复合方法与原理；设计合成了富锡的SnO2纳米管阵列、富硫的CuS纳米片、CdS-壳聚糖复合微球、CdS@Ni双壁空心球等新的光催化材料体系；成功将电化学沉积的Cu2O颗粒应用于光催化领域；等等。这些结果将丰富和扩充无机功能材料的合成方法和理论，促进半导体材料在光催化领域的应用。