光催化,与光合作用类似,将光能转变为化学能,与环境净化和太阳能利用关系密切。
本研究组主要开展光催化机理、光催化材料的组分设计、合成和微结构调控,以及光催化在环境净化和太阳燃料方面的应用探索。以光催化机制的揭示为基础,对光催化材料的化学组分进行设计,对光催化材料的微观结构进行调控,提高对光能利用率和载流子分离效率,从而实现其在环境净化效率和太阳燃料转换效率的提升。
主要工作对象包括消减空气中的挥发性有机污染物(VOC)、水体中的化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、氨氮(NH3-N)以及光解水制氢、光解水制氧、光催化固氮、光催化CO2转化等太阳燃料方面的研究工作。
光催化过程的要素:光的吸收、光生载流子的分离和迁移、表面催化
通过材料组分、晶体结构、颗粒形貌等的调控,实现对光的利用率的提升,提升光催化效率
通过复合体系的设计和合成,实现光能的充分利用和载流子的有效分离,提升光催化效率
通过光热协同催化和分子氧的活化,实现催化效率的进一步提升
光催化在空气和水的净化示范