【摘 要】
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自1972年科学家发现二氧化钛(TiO2)可以光解水制氢后,这一体系就得到了广泛的关注.1科学家在研究中发现,单纯的H2O/TiO2体系产氢的效率极低,而添加甲醇作为“牺牲试剂”可以极大地提高产氢的效率.2因此研究甲醇在TiO2表面的光化学以及如何提高水解离的效率就成为了整个实验体系的重中之重.TiO2(110)面不但晶面稳定广泛存在,且表面吸附情况清晰明了,因此长期以来大量的光化学研究在该表面上
【机 构】
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大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室,大连市中山路457号,116023 大连化学物理研
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自1972年科学家发现二氧化钛(TiO2)可以光解水制氢后,这一体系就得到了广泛的关注.1科学家在研究中发现,单纯的H2O/TiO2体系产氢的效率极低,而添加甲醇作为“牺牲试剂”可以极大地提高产氢的效率.2因此研究甲醇在TiO2表面的光化学以及如何提高水解离的效率就成为了整个实验体系的重中之重.TiO2(110)面不但晶面稳定广泛存在,且表面吸附情况清晰明了,因此长期以来大量的光化学研究在该表面上展开.在以往的科学研究中,研究人员已经探明甲醇和水分子确实可以发生解离反应.3,4在此报告中,作者利用扫描隧道显微镜(STM),在实空间上观测到了甲醇分子的解离反应,并观测到了三种不同的产物类型,结合进一步的实验以及密度泛函理论计算,我们给出了不同产物类型对应的产物形态以及物种分析,在分子尺度上观测到了甲醛分子作为主要产物之一在表面上的吸附、扩散以及脱附情况.另外在水的直接光解离反应的研究中,利用程序升温脱附实验(TPD),发现伴随着水在TiO2(110)表面上覆盖度的增加,水的解离效率明显呈下降趋势.而通过STM的实验研究,我们发现小覆盖度下水的解离效率伴随分子间氢键数目的增加表现为先显著上升后迅速下降的趋势,结合理论计算可以证实二聚体可以极大的促进水解离的反应发生,而大范围的氢键网络对水解离呈明显的抑制作用.
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