“表面光化學動力學研究”2013年度報告

楊學明++王兵++朱俊發++任澤峰

摘 要：隨著有限的化石能源逐漸消耗，人類生存環境的不斷惡化，發展清潔、可靠的能源是關系到人類社會發展和國家經濟安全的重大問題，各國在新能源科學技術和能源經濟方面的競爭是不可避免的。無論是潔凈能源的發展還是現有化石能源的優化利用，都無可避免地依賴于有效的表面催化劑發展。因此，開展與能源相關的界面化學動力學研究是非常必要的。該年度主要針對TiO2表面光催化產氫、生物質合成化學動力學，TiO2本身的性質（如缺陷鈦來源、TiO2表面活性位點、反應發生的驅動力）以及功能納米催化材料和薄膜制備研究等方面開展了研究工作。在TiO2表面光催化產氫、生物質合成化學動力學等研究方面，課題組將利用高靈敏度質譜儀去研究TiO2（110）表面產氫，TiO2（110）表面以甲醇作為前驅物合成甲酸甲酯。在TiO2本身的性質（如缺陷鈦來源，不同類型TiO2表面活性位點）和功能納米催化材料和薄膜制備研究方面，課題組利用高靈敏度質譜儀、雙光子光電子能譜技術以及掃描隧道顯微鏡技術，對TiO2如缺陷鈦來源、不同類型TiO2表面活性位點、功能納米催化材料和薄膜制備等問題開展了深入的探索。

關鍵詞：能源 產氫 生物質合成 TiO2 化學動力學 活性位

Annual Report of Surface Photochemical Kinetics Research 2013

Yang Xueming1 Wang Bing2 Zhu Junfa2 Ren Zefeng3

（1.Dalian Institute of Chemical Physics， Chinese Academy of Sciences； 2. University o fScienceand Technology of China；

3.Peking University）

Abstract：As the gradual depletion of finite fossil energy， and the worsening of the human environment， the development of clean， reliable energy becomes a very important issue which is related to human being and national economic security. Now， the development of clean energy and the optimal use of existing fossil fuels are strongly dependent on the development of effective catalyst. Therefore， it is very necessary to study the energy-related chemical kinetics on surfaces and interfaces. In this year， our research focuses on photocatalytic hydrogen production， biomass synthesis with TiO2（110） surface， the nature of TiO2 （such as the origin of the defect states， the active sites of different types of TiO2）， functional nano-materials and thin films. For the first topic， we use a high sensitivity mass spectrometer to study photo catalytic hydrogen production and biomass synthesis with a precursor of methanol on the TiO2（110） surface. In studies of the nature of TiO2 （such as the origin of the defect states， the active sites of TiO2， and the driven force for reactions on surfaces）， functional nano-materials and thin films， high sensitivity mass spectrometer， two-photon photoemission spectroscopy technique and scanning tunneling microscopy techniques are involved to study this issue. In 2013， we published over 15 papers on famous SCI journals in related fields， such as Journal of the American Chemical Society， Nanoscale， Journal of Chemical Physics Letters， Journal of Physical Chemistry C， Carbon， and finished the planned research targets.

Key Words：Energy； Hydrogen production； Biomass synthesis； TiO2； Chemical Kinetics； Active sites