In order to realize the sustainable development of society, exploring clean energy is becoming more urgent because of the energy resource drying up and environment pollution increasingly serious. Photocatalytic water splitting using solar is one of the ideal choices to solve this problem. Owing to its highly photocatalytic activity and response to visible light, Fe2O3 has great application prospect. However, most of the current studies focused on the preparation of materials, the photocatalytic micro-mechanism of water splitting is not clear, such as the role of surface electronic structure and charge transfer dynamics in the photocatalytic process. Motivated by these issues, this project intends to study the electronic structure of Fe2O3,using ultraviolet photoelectron spectroscopy, two-photon photoelectron spectroscopy, temperature programmed desorption methods and the theoretical calculation, to reveal the nature of the surface states. We want to understand the relationship between surface states and light absorption through the investigation of electronic structure related to the surface defects. This study has great hopes to clarify the micro-mechanism and influence of Fe2O3 photocatalysis and provide a support to develop new efficient photocatalyst.
目前能源短缺和环境污染问题日益严重,为实现社会的可持续发展,开发清洁能源已是迫在眉睫。利用太阳能光催化分解水制氢是解决这些问题的理想选择之一。Fe2O3具有优良的光催化性能,而且对可见光的响应优势非常大,在光催化方面有着巨大的应用前景。然而目前的研究多数集中在通过对催化材料改性来提高光催化效率方面,从原子分子层次上对光催化微观机理的研究还不够深入,例如Fe2O3表面电子态和电荷传递在光催化过程中有着非常关键的作用,而关于这方面的研究却非常匮乏。基于这些问题,本项目拟采用紫外光电子能谱、双光子光电子能谱、程序升温脱附谱方法并结合理论计算深入研究Fe2O3表面电子结构,揭示缺陷电子态和激发电子态的本质。通过测量与表面缺陷相关的电荷传递动力学,研究Fe2O3表面电子态对光吸收的影响,进而阐明Fe2O3表面光催化的微观机理和影响因素,并为构建新型高效光催化剂提供理论基础。
目前能源短缺和环境污染问题日益严重,为了实现社会的可持续发展,开发清洁能源已是迫在眉睫。利用太阳能光催化制氢是解决这些问题的理想选择之一。三氧化二铁和二氧化钛具有优良的光催化性能,在光催化方面有着巨大的应用前景。然而目前的研究多数集中在通过对催化材料改性来提高光催化效率方面,从原子分子层次上对光催化微观机理的研究还不够深入。基于这些问题,本项目深入研究了甲醇在担载铂的金红石上的光化学过程,我们提出在铂存在下,通过协同促进甲醇向甲氧基的转化、分离光生电荷和降低氢脱附势垒来提高甲醇的光催化效率。还研究了同位素效应对甲醇解离的影响推断出了甲醇解离的关键步骤。还研究了锐钛矿和金红石电子结构的区别。通过这些对表面光催化的微观机理和影响因素的研究为构建新型高效光催化剂提供理论基础。
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数据更新时间:2023-05-31
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