研究結(jié)果表明，體化限域高濃度氧空位在Pt-TiO2界面，體化不僅穩(wěn)定了高濃度的氧空位和金屬態(tài)Pt，而且使Pt顆粒尺寸在Pt負(fù)載量從1wt%提高到20wt%也能保持在2.2-2.7nm。但是常規(guī)光催化過程中，項目電子和空穴被分離后，項目電子還原質(zhì)子獲得氫氣，醇只作為空穴捕獲的犧牲劑被氧化為H2O和CO2，這使得一個光子理論最大也只能產(chǎn)生0.5個氫氣，而對于幾乎所有的光催化劑來說都難以達(dá)到0.5。CO吸附原位紅外實驗、鋼啟同位素示蹤實驗和量化計算表明，這種獨特的Pt-TiO2界面結(jié)構(gòu)使得吸附在Pt上的CO能夠被鄰近的空穴氧化。

【成果簡介】近日，市氫生美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校余桂華教授和福州大學(xué)王緒緒教授團(tuán)隊（共同通訊作者）共同報道了金屬-氧化物界面氧空位工程實現(xiàn)光氧化與光還原位的緊鄰，市氫生進(jìn)而促發(fā)不尋常光催化反應(yīng)路徑并獲得優(yōu)異光催化性能。【引言】太陽能光催化技術(shù)是能源和環(huán)境科學(xué)研究前沿領(lǐng)域，業(yè)源低光量子效率是困擾制約該技術(shù)實際應(yīng)用的最大瓶頸，業(yè)源發(fā)展新型結(jié)構(gòu)光催化劑是研究的焦點。

光氧化與光還原活性位的緊鄰導(dǎo)致光催化甲醇機(jī)理發(fā)生改變，可再反應(yīng)從原來光生空穴在TiO2表面氧化醇為CO2與H2O和光生電子在Pt上還原H+到H2，可再變成在金屬Pt納米顆粒上醇解離吸附釋放H2和形成吸附態(tài)CO，吸附的CO與鄰近的光生空穴及H2O反應(yīng)釋放出CO2和H+，H+則被光生電子還原為H2。

通過簡單的光沉積法使金屬Pt納米顆粒與半導(dǎo)體TiO2界面穩(wěn)定束縛高濃度的氧空位，體化導(dǎo)致光激發(fā)時光生電子和空穴分別聚集在Pt顆粒及其與TiO2的接界處，體化即光還原和光氧化反應(yīng)被限域在彼此互相靠近的Pt顆粒及其周邊。其指導(dǎo)過的中國學(xué)生包括：項目北京大學(xué)劉忠范院士、北京航空航天大學(xué)江雷院士、中國科學(xué)院化學(xué)所姚建年院士。

近期代表性成果：鋼啟1、鋼啟Angew:?調(diào)節(jié)單原子摻雜二氧化鈦中晶格氧的電荷轉(zhuǎn)移以HER中科院化學(xué)研究所姚建年院士和北京交通大學(xué)王熙教授分別以TM1/TiO2和HER為模型催化劑和模型反應(yīng)，系統(tǒng)地研究了催化作用下的電荷轉(zhuǎn)移。市氫生干凈的石墨烯薄膜是用于包括透明電極和外延層在內(nèi)的應(yīng)用的有前途的材料。

研究人員研究了在50倍的鹽度梯度下，業(yè)源雙極膜的最大功率密度可達(dá)~6.2W/m2，比Nafion117高出13%。中國化學(xué)會副理事長、可再中國國際科技促進(jìn)會副會長、可再中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中關(guān)村科技園區(qū)豐臺園科協(xié)第三屆委員會主席、教育部科技委委員及學(xué)風(fēng)建設(shè)委員會副主任和國際合作學(xué)部副主任。