中科院大连化物所杨学明院士领导的科研团队日前初步探明了二氧化钛光催化反应的机理。相关成果发表于最新一期的《美国化学会志》。
二氧化钛在光催化领域有着极为广泛的应用 ，但是目前学界对其光催化反应机理尚不清楚。杨学明带领团队 ，利用自行研制的基于高灵敏度质谱的表面光化学装置 ，系统地研究了单分子层甲醇覆盖的tio2(110)表面在紫外光照射后的反应动力学过程。
他们的研究表明 ，在波长266纳米光照条件下 ，甲醇分子光致解离的量子产率比波长355纳米光照产率高两个量级左右 ，而tio2对266纳米的吸收效率仅为355纳米的两倍。这个实验结果表明光子能量(电子和空穴的能量)对光催化效率有着重要的影响。对此 ，研究人员介绍 ，一种可能的解释是光激发产生的电子和空穴直接与甲醇分子作用 ，诱发了化学反应 ，而不是弛豫后再与甲醇分子作用诱发反应。另一种可能的解释则是光致激发产生的电子和空穴复合后生成高激发模式的声子 ，其与甲醇分子耦合后激发分子的某些振动模式 ，促使甲醇解离。
业内人士认为 ，如果能真正理解二氧化钛表面光催化反应发生的本质机理 ，将会为设计与发展高效催化剂和完善光催化模型提供更好支持。
