我國科學家探明二氧化鈦光催化反應的機理

中國粉體網1月14日訊  中科院大連化物所楊學明院士領導的科研團隊日前初步探明了二氧化鈦光催化反應的機理。相關成果發表于最新一期的《美國化學會志》。

    二氧化鈦在光催化領域有著極為廣泛的應用，但是目前學界對其光催化反應機理尚不清楚。楊學明帶領團隊，利用自行研制的基于高靈敏度質譜的表面光化學裝置，系統地研究了單分子層甲醇覆蓋的tio2（110）表面在紫外光照射后的反應動力學過程。

    他們的研究表明，在波長266納米光照條件下，甲醇分子光致解離的量子產率比波長355納米光照產率高兩個量級左右，而tio2對266納米的吸收效率僅為355納米的兩倍。這個實驗結果表明光子能量（電子和空穴的能量）對光催化效率有著重要的影響。對此，研究人員介紹，一種可能的解釋是光激發產生的電子和空穴直接與甲醇分子作用，誘發了化學反應，而不是弛豫后再與甲醇分子作用誘發反應。另一種可能的解釋則是光致激發產生的電子和空穴復合后生成高激發模式的聲子，其與甲醇分子耦合后激發分子的某些振動模式，促使甲醇解離。

    業內人士認為，如果能真正理解二氧化鈦表面光催化反應發生的本質機理，將會為設計與發展高效催化劑和完善光催化模型提供更好支持。