光解水制氢单分子单纳米粒子催化过程及机理研究

项目名称： 光解水制氢单分子单纳米粒子催化过程及机理研究

项目编号： No.21303180

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张玉微

作者单位： 中国科学院长春应用化学研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 光解水制氢催化剂是光解水制氢技术的核心环节，对其分子级别的实际催化行为和作用机理的认识成为光解水制氢技术取得进一步突破的关键，本项目拟采用单分子-单纳米粒子催化研究技术研究光解水制氢的催化机理，研究光催化剂的结构、晶型等对催化性能的影响。以典型的光解催化剂二氧化钛作为研究主体，着重研究二氧化钛不同晶型、不同晶面的单纳米粒子催化行为，以此建立光催化剂晶态结构与催化性能的直接关联；通过单分子-单纳米粒子催化过程的研究，揭示二氧化钛纳米粒子与助催化剂在光解水过程中的协同作用本质，为复合光催化剂的合成制备提供原理性指导，实现降低催化剂带隙宽度，提高可见光利用效率的目的。

中文关键词： 氢氧化；催化剂；稳定性；活性；氧还原

英文摘要： Photocatalyst plays the key roles in photocatalytic overall water splitting for hydrogen generation. Nowadays, the understanding of the detailed photocatalysis behaviors and mechanisms in molecule level is becoming the determine step for the further expected breakthrough of this technique. Based on the novel single-molecule and single-nanoparticle catalysis technique, this project plans to study the precise photocatalysis mechanism of the corresponding water splitting process, especially the actual photocatalytic effect of the structure and crystalline type of the photocatalyst. The interaction between photocatalyst and co-photocatalyst is also studied by single molecule -single nanoparticle research. The obtained mechanism information can provide guideline in fabrication of photocatalyst.

英文关键词： hydrogen oxidation；catalysts；stability；activity；oxygen reduction