二氧化鈦在光催化領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用，但是目前學(xué)界對其光催化反應(yīng)機(jī)理尚不清楚。楊學(xué)明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，利用自行研制的基于高靈敏度質(zhì)譜的表面光化學(xué)裝置，系統(tǒng)地研究了單分子層甲醇(2954, -12.00, -0.40%)覆蓋的tio2(110)表面在紫外光照射后的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程。

　　他們的研究表明，在波長266納米光照條件下，甲醇分子光致解離的量子產(chǎn)率比波長355納米光照產(chǎn)率高兩個(gè)量級左右，而tio2對266納米的吸收效率僅為355納米的兩倍。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光子能量(電子和空穴的能量)對光催化效率有著重要的影響。對此，研究人員介紹，一種可能的解釋是光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴直接與甲醇分子作用，誘發(fā)了化學(xué)反應(yīng)，而不是弛豫后再與甲醇分子作用誘發(fā)反應(yīng)。另一種可能的解釋則是光致激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合后生成高激發(fā)模式的聲子，其與甲醇分子耦合后激發(fā)分子的某些振動(dòng)模式，促使甲醇解離。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，如果能真正理解二氧化鈦表面光催化反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)機(jī)理，將會(huì)為設(shè)計(jì)與發(fā)展高效催化劑和完善光催化模型提供更好支持。