中國儲能網(wǎng)訊：中科院大連化物所楊學(xué)明院士領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)日前初步探明了二氧化鈦光催化反應(yīng)的機(jī)理。相關(guān)成果發(fā)表于最新一期的《美國化學(xué)會志》。
二氧化鈦在光催化領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用，但是目前學(xué)界對其光催化反應(yīng)機(jī)理尚不清楚。楊學(xué)明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，利用自行研制的基于高靈敏度質(zhì)譜的表面光化學(xué)裝置，系統(tǒng)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(yīng)動力學(xué)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(chǎn)率比波長355納米光照產(chǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(fā)產(chǎn)生的電子和空穴直接與甲醇分子作用，誘發(fā)了化學(xué)反應(yīng)，而不是弛豫后再與甲醇分子作用誘發(fā)反應(yīng)。另一種可能的解釋則是光致激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合后生成高激發(fā)模式的聲子，其與甲醇分子耦合后激發(fā)分子的某些振動模式，促使甲醇解離。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，如果能真正理解二氧化鈦表面光催化反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)機(jī)理，將會為設(shè)計與發(fā)展高效催化劑和完善光催化模型提供更好支持。
