可调谐可见光和频光谱研究甲醇在TiO2(110)表面的光催化反应

项目名称： 可调谐可见光和频光谱研究甲醇在TiO2(110)表面的光催化反应

项目编号： No.21403007

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： 刘安安

作者单位： 北京大学

项目金额： 20万元

中文摘要： TiO2因在光催化分解水以及光催化降解有机物等方面的应用成为研究最为广泛的材料之一。作为最简单的醇，甲醇/TiO2成为研究有机污染物光催化氧化的模型体系。但目前，甲醇在TiO2表面的吸附状态和反应机理还存在诸多争议。首先，甲氧基是表面具有光反应活性的物种，因而甲醇在表面能否发生，或在多大程度上发生自发解离吸附，以及光照如何诱导甲醇解离等成为关键问题。其次，甲氧基分步氧化机理以及可能产生的甲醛等产物需要直接光谱证据。我们拟利用具有界面选择性的和频光谱方法来研究单晶TiO2表面的光催化过程，并利用可调谐可见光来提高检测灵敏度和得到表面电子态结构信息。还将利用和频光谱光进光出的特点，结合自行研制的适用于从超高真空到高压环境检测的真空腔体，研究不同气压环境下的光催化反应机理，填补模型催化和实际催化之间的“压力断层”。本项目将大大加深对TiO2表面光催化反应机理的理解，促进光催化的应用研究。

中文关键词： 和频光谱；界面选择；波长调谐；振动态光谱；电子态结构

英文摘要： TiO2 is one of the most studied materials due to its versatile applications in photocatalytic splitting of water and photodegradation of organic pollutants. Methanol/TiO2 is a prototype for the photocatalytic oxidation of organic contaminants on TiO2 beca

英文关键词： sum frequency generation spectroscopy；surface selective；wavelength tunable；vibrational spectrum；electronic state