界面缺陷的构建及其对光催化性能的影响研究

由于光催化活性与光催化剂表面状态紧密相关，使得表面缺陷与光催化的关系研究近年来受到关注。但是，表面缺陷对光催化的正负作用及其影响机理目前仍然具有争议，争议的原因之一是缺陷的稳定性问题。由于表面缺陷易受吸附物种的影响，其产生和表征通常在真空环境中，这与实际光催化过程差异巨大，影响了缺陷作用机理的总结和干扰了缺陷与光催化活性的关联。本研究拟通过低温等离子处理等手段在多层负载型光催化剂层间产生稳定的界面缺陷代替不稳定的表面缺陷，并利用UV-Vis、HRTEM 、XPS和EPR等分析技术，研究界面缺陷产生方式、类型和浓度对光催化性能的影响。通过与无缺陷和表面缺陷样品的对比，试图搞清界面缺陷相关的光生载流子产生与迁移特性。本研究还试图建立界面缺陷表征方法，为今后该方向的研究积累知识。本研究的开展有助于揭示光催化剂界面缺陷与其光催化性能的关系，并为设计高效和长寿命光催化剂提供一种新思路。

表面缺陷易受吸附物种的影响，其产生和表征通常在真空环境中，这与实际光催化过程差异巨大，影响了缺陷作用机理的总结和干扰了缺陷与光催化活性的关联。本研究通过低温等离子处理等手段在多层负载型光催化剂层间产生稳定的界面缺陷代替不稳定的表面缺陷。本研究中，利用UV-Vis、HRTEM、XPS和EPR等分析技术，研究界面缺陷产生方式、类型、浓度及其光催化性能之间的关系。. 在研究进展方面，我们通过等离子和低价钛前驱物等手段在两层薄膜之中成功地构建界面缺陷；缺陷类型主要为氧缺陷和阳离子缺陷两种；并且考察其缺陷制备方法（条件）、种类、浓度、光催化性能及其性能稳定性之间的关系，并与表面缺陷和无缺陷样品进行对比。研究还阐明界面缺陷作用机理，为高活性和高稳定性的光催化剂的制备提供了理论依据。本研究的成果有助于揭示表面态与光催化性能的关系，并为设计实用、高效和长寿命的光催化剂提供一种新思路。. 在研究成果方面，还完成了发表论文（英文论文15篇、会议论文8篇）、培养研究生（博士4名，硕士2名）和申请专利（申请发明专利5项）、两位骨干成员还利用本基金的研究经历与成果晋升了高级职称。以上各项指标均超过任务书的规定。