金属-不同能带结构氧化物复合体制备及界面电子转移机制研究

表面等离子体光催化材料作为一种新型光催化材料，具有优异的光催化活性，应用前景广阔。然而，其光催化机理尚不清晰，体系中电子的转移问题存有争议。本项目在分析制约表面等离子体光催化材料催化机理研究的关键因素（界面电子转移）的基础上，提出以一步水热法制备金属/不同能带结构氧化物复合结构为突破口，构建具有不同界面电子转移机制的表面等离子体光催化材料体系；设计和搭建原位X-射线吸收近边结构（XANES）测试平台，研究金属纳米颗粒与不同能带结构氧化物基底之间的电子转移机制；探讨不同能带结构的氧化物基底对其光催化性能的影响，建立"基底氧化物能带结构-界面电子转移机制-光催化性能"之间的相互关系，为发展高效表面等离子体光催化材料提供科学依据。

本项目致力于理解“基底氧化物能带结构-界面电子转移机制-光催化活性”之间的相互关联，制备了一系列具有不同能带结构的铋基氧化物，包括BiVO4、Bi2WO6、Bi2MoO6、Bi2O2CO3等，并采用原位能量色散X-射线技术（EDXRD)和X-射线吸收精细结构（XAFS）谱研究了其水热生长过程及动力学，此外，还首次报道了半金属单质铋光催化材料；在此基础上，将具有不同能带结构的氧化物与贵金属（Ag）或载流子迁移性能优异的石墨烯和聚苯胺复合，构建不同的研究体系，研究了界面强相互作用对电子结构与界面原子结构的影响；研究了所制备材料的光催化活性，初步阐述了界面电子转移过程与光催化活性之间的关联。本项目所取得的研究成果已在ACS Applied Materials and Interfaces, Journal of Materials Chemistry A等期刊发表SCI收录论文10篇，申请发明专利3项，参加国际、国内学术会议及由上海光源组织的培训班9次，毕业研究生1名。