组长：范峰滔研究员

 

在微纳米尺度表征和操控催化剂的合成一直是表征科学家的梦想。

 

　　由于光催化剂的组成非常复杂，空间尺度上涉及从微米到纳米的跨度，组份更是涵盖了元素周期表的大部分的元素，涉及到形貌、电学等多方面的性质。必须从微观、空间的角度了解这些纳米材料或纳米结构的微区光电特性和电荷分离机制。同时，深入了解这些纳米材料或纳米结构的形成机理，与光电分离机制的深入理解相结合，才有可能从根本上设计新型高效的催化剂。光催化分解水是世界性大科学难题，在微纳米层次上研究光电、光化学转化机理才有可能在微纳米层次上设计和构筑高效光催化体系。

 

 

 

 

　　本研究组致力于发展单粒子半导体催化剂纳米结构合成、修饰，原位动态表征实验方法，形成单粒子半导体催化剂纳米结构的电荷分离、光催化反应理论。利用原子力、电化学、拉曼成像、时间分辨荧光成像等手段从空间、时间的角度了解这些半导体纳米材料和纳米结构的微区光电特性和电荷分离机制以及表面反应活性位分布，深入的了解这些纳米材料或纳米结构的形成机理，与光电分离机制的深入理解相结合，发展微纳米表征技术，从根本上设计新型高效的催化剂。重点解决的关键科学问题包括：1）半导体纳米结构的形成机理和微观动力学；2）不同表面纳米结构、异相结结构对光生电荷分离，以及参与界面反应所起的作用；3）助催化剂组装策略对光生电荷分离，以及参与界面反应所起的作用。

　　我组与太阳能部的其它小组，正在进行广泛而密切的合作，从微观上研究光生电子-空穴的激发、传输、复合规律，从而开发出最有效的太阳能光电材料。

代表性文章：

1.  Directly Probing ChargeSeparation at Interface of TiO2 Phase Junction. J.Phys. Chem. Lett., 2017, 8,1419–1423

2.  Construction andNanoscale Detection of Interfacial Charge Transfer of Elegant Z-SchemeWO3/Au/In2S3 Nanowire Arrays ，NanoLett., 2016, 16,5547–5552

3.  Highly AnisotropicPhotogenerated Charge Separations on Different Facets of Single BiVO4Photocatalyst, Angew Chem, Int Ed. 2015, 54, 9111–9114

4.  UV Raman Spectroscopicstudy on the synthesis mechanism and assembly of molecular sieves, Chem. Soc.Rev., 2010, 39, 4794

5.  UV Raman spectroscopicstudies on active sites and synthesis mechanisms of transition metal-containingmicroporous and mesoporous materials, Acc. Chem. Res., 2010, 43, 378

6.  In Situ UV RamanSpectroscopic Study on the Synthesis Mechanism of AlPO-5, Angew. Chem., Int.Ed., 2009, 48, 8743 - 8747;