氧化钛基三元纳米结组成的三维有序大孔材料的合成及其光催化性能研究

当前环境问题已经成为制约人类可持续发展的一大瓶颈。发展利用可见光波段太阳能的光催化新材料，是科学界公认的解决环境问题的一条廉价可行的途径。如何提高光催化剂的光谱响应、光催化量子效率及光催化反应速率等一直是半导体光催化领域研究的焦点。在本项目中,我们提出下面的科学设想：构筑在纳米尺度有良好结合的、能带匹配的TiO2基半导体/金属/半导体三元纳米结组成的三维有序大孔材料，研究其电子能带和光子禁带位置的调控，以及不同尺度(纳米、亚微米等)的几何结构、表面结构及接触形式等因素对光吸收和光催化的影响规律。旨在利用半导体/金属/半导体三元纳米结,使光谱响应范围拓宽、光生电荷有效分离,从而提高光转化量子效率；同时,利用三维有序多孔材料产生的各种效应(光子禁带带边的慢光子效应和多重散射效应),使光程增加，从而提高光催化剂的光吸收效率。最终获得新型高效率的可见光响应的光催化剂。该设想目前尚未见国内外有报道。