TiO2纳米光催化材料的异质结构设计及界面研究

从能带理论、表面与界面理论以及光催化机理出发，通过对 TiO2纳米薄膜和复合微粒进行异质结构设计与制备工艺研究，探讨与TiO2相匹配的第二组分对结构形成、光催化剂晶粒大小以及带隙能Eg的影响规律，以期获得≤50nm的TiO2可见光光催化材料。结合TiO2异质结构纳米材料在紫外、可见光下的降解过程，研究其在光催化反应条件下的层间界面行为（例如：光的吸收、载流子的激发和输运、缺陷的形成、界面化学反应等），以认识和发现光催化反应过程中的基本规律。本课题围绕纳米光催化材料难以同时实现"小尺寸"与"红移"的难点问题，进行新的结构设计和相关的基础理论研究，这对于解决光催化剂量子产率低、仅限吸收紫外光等问题具有重要的科学意义和应用价值，同时对于促进物理、化学、材料、环境和能源等学科的综合交叉和融合意义重大。