TiO2表面光催化基元过程.pdf

《TiO2表面光催化基元过程.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)28ActaP．-Chim．Sin．2016，32(1)，28．47January[Review]doi：10．3866／PKU．WHXB201512081www．whxb．pku．edu．cnTiO2表面光催化基元过程郭庆，周传耀，马志博’任泽峰樊红军’杨学明f中国科学院大连化学物理研究所，分子反应动力学国家重点实验室，辽宁大连116023；z北京大学量子材料科学中心和物理学院，北京100871)摘要：在过去的几十年里，得益于二氧化钛(TiO)作

2、为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用，人们对TiO，光催化剂的开发、改良以及TiO2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此，在超高真空环境下，利用不同的实验和理论方法，人们对TiO表面(特别是金红石TiOz(110)表面)的热催化和光催化过程进行了大量的研究，以此来获得上述重要反应中的一些机理性的信息。本文中，将从TiO2的物质结构以及电子结构开始，然后着重介绍TiO表面光生电荷(电子和空穴)的传输、捕获以及电子转移动力学方面的进展。在此基础上，总结了甲醇在金红石Ti

3、O2(110)、TiO2(011)以及锐钛矿TiO2(101)表面光化学基元反应过程的一些实验结果。这些结果不仅能增进我们对表面光催化基元过程的认识，同时也能激励我们进一步去研究表面光催化基元过程。最后，基于现有光化学实验结果，简短地讨论了我们对光催化反应机理的一点看法，并提出了一个可能的光催化模型，这可以引起人们对光催化反应机理更全面的思考。关键词：二氧化钛；光催化；电子一空穴分离；非绝热过程；基态势能面中图分类号：0643FundamentalProcessesinSurfacePhOtOC

4、ataIySiSonTiO2GUOQing’ZHOUChuan—Yao’MAZhi—Bo’RENZe—FengFANHong—Jun’YANGXue—Ming’'('StateKeyLaboratoryofMolecularReactionDynamics，DalianInstituteofChemicalPhysics．ChineseAcademyofSciencesDalian116023．LiaoningProvince,PR．China；2InternationalCenterforQu

5、antumMaterialsandSchoolofPhysics．PekingUniversity,Beo'ing100871，P．R．China)Abstract：BecauseofthepotentialapplicationsofTiO2lnphotocatalytichydrogenproductionandpollutantdegradation．overthepastfeWdecadeswehavewitnessedincreasingintereslInandeforttoward

6、developingTiO2-basedphotocatalysts，andimprovingtheeficiencyandexploringthereactionmechanismsattheatomicandmolecuIarIevels．BecauseSUrfacesciencestudiesonsinglecrystalsurfacesunderultrahighvacuum(UHV)conditionscanprovidefundamentaIinsightsintotheseimpo

7、~antprocesses．boththethermo．andphoto．chemistryonTiO2，especiallyonrutileTi02(110)SUrfaces，havebeenextensivelyinvestigatedwithavarietyofexperimentalandtheoreticaIapproaches．1nthisreview，commencingwiththepropertiesofTiO2，wethenfoCUSonchargetransportandt

8、rapping，andelectrontransferdynamics．Next，wesummarizerecentprogressmadeinthestudyofelementaryphotocatalyticchemist~ofmethanoIonmainlyrutileTiO2(11O)，aswellasinsomestudiesonrutileTiO2(ol1)andanataseReceived：November6．2015：Revised：December8，2015；Publish