光催化模型微纳体系的超快光谱与动力学研究
在近几十年的研究中,作为纳米科技基石的纳米材料一直广受科学界关注。这主要是因为相比于常见的块状材料,纳米材料因受量子限域效应的影响,通常在诸如力学、光电、磁性及电子空穴传输等方面具有独特的物理化学性质。
这些特性使纳米材料拥有非常广阔的应用前景。在以往的工作中,人们己投入大量精力来研究纳米合成及相关机理。
然而,由于微纳材料作用机制的复杂性,人们对其所涉微观机理的认识还远远不够。目前,该领域的一项具有挑战性的任务在于:针对理性设计和构建的模型微纳体系,如何深入探究并合理解析其中所涉的各种微观作用机制。
光催化过程中,作为光捕获剂和电荷载体的催化剂吸收光子发生电荷分离,产生的电子与空穴转移到材料的表界面,参与后继的化学反应。在转移过程中,电荷的损耗将直接影响到整个反应的效率。
通常情况下,光催化材料的优化设计涉及几个方面:1.开发窄带隙材料,以提高光吸收,增加光生电荷量;2.调整材料内部结构,以减少电荷迁移损失;3.电位调控,以获得最佳的氧化还原电位;4.活性位点调控,以有效聚集电子空穴;5.使用牺牲剂,以减少复合中心并避免样品自腐蚀。这几点对于 ...