摘要：国家自然科学基金项目“氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究”(项目号:21902140)由我校化学化工学院刘小刚博士主持.能源危机与环境污染是当今世界面临的两大难题,开发一种高效、可循环利用的清洁能源是未来科学发展的焦点.太阳能被认为是21世纪最清洁的能源,而半导体光催化技术不仅可以直接将太阳辐射能转化为化学能,而且可以利用太阳能降解有机污染物、还原重金属离子、实现自清洁等,因而是一种极具发展潜力的新能源技术.金属氧化物是当前应用最广泛的一类半导体光催化材料,调控其表界面性质、提高光生电荷的分离效率、开发具有高效光催化性能的光催化剂一直是光催化领域的研究重点.该项目拟理性利用F^-独特的化学和结构性质,通过控制前驱体、温度、反应时间、反应介质等合成条件,系统研究F^-对几种典型金属氧化物半导体材料的比表面积、孔结构、表面吸附类型、亲/疏水性能、光吸收性能、表面原子/电子结构等影响.利用超快瞬态光谱、原位光照表面光电子能谱、理论计算等手段系统研究F^-对其光生电荷分离、迁移及传输的影响及作用机制.进一步促进光生载流子的有效分离,开发一种新颖的F^-调控半导体金属氧化物表面性质、提高光生电荷分离效率及光催化性能的普适性方法,为设计、合成具有更高光催化活性的新型半导体金属氧化物材料提供相应的实验和理论依据.该研究项目的实施可以有效解决金属氧化物表面性质难以控制及光催化活性较低的关键科学问题,并且在不同种类的半导体光催化材料研究领域具有通用性和实用性.

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