近日，大連化物所副研究員郭慶、副研究員馬志博和院士楊學(xué)明發(fā)表了題為“Single Molecule Photocatalysis on TiO2Surface”的綜述文章。
眾所周知，多相光催化在光伏電池、太陽能水分解、光催化降解污染物等領(lǐng)域有著重要且廣泛的應(yīng)用。因此，近十年來，各種表面科學(xué)技術(shù)對這些重要的光催化過程，特別是TiO2光催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了廣泛的研究。該綜述文章著重介紹了該領(lǐng)域最近的進(jìn)展，通過結(jié)合掃描隧道顯微鏡（STM）和其他表面科學(xué)技術(shù)，直接跟蹤TiO2單晶表面上單分子光化學(xué)的演變，從微觀直觀現(xiàn)象及反應(yīng)機(jī)理方面為TiO2光催化提供見解。本文首先討論了各種TiO2表面的結(jié)構(gòu)，隨后詳細(xì)介紹了幾種重要分子（水、醇和醛）在TiO2模型表面上的單分子光催化反應(yīng)，試圖一步一步地探索鍵的解離以及吸附點(diǎn)和吸附態(tài)在TiO2光催化反應(yīng)中的作用，最后，簡要討論了單分子TiO2光催化的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
該團(tuán)隊長期致力于利用表面程序脫附譜研究表界面光化學(xué)產(chǎn)物和路徑（J. Am. Chem. Soc.,2012; J. Am. Chem. Soc., 2013; J. Am. Chem. Soc.,2014）；用低溫掃描隧道顯微鏡研究實(shí)空間單分子光化學(xué)過程（J. Phys. Chem. Lett., 2016; J. Phys. Chem. C,2015; J. Phys. Chem. Lett., 2019）；用雙光子光電子能譜研究光化學(xué)反應(yīng)過程中電子態(tài)的變化（J. Am. Chem. Soc.,2015; Chem. Sci., 2011），將多種研究手段有效結(jié)合開展了大量的研究工作，并取得了一系列的研究進(jìn)展。
該研究成果發(fā)表在Chemical Reviews上。相關(guān)工作得到自然科學(xué)基金委、中科院能源化學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B）等項目的資助。（文/圖 馬志博）
