B01 光催化材料 - 中国材料研究学会.PDF

B01. 光催化材料 分会主席：李朝升、黄柏标、叶金花、王天民、刘孝恒、邹志刚 B01-K01 低维固体中的激子过程调控及其光催化应用 谢毅 中国科学技术大学 230026 激子是一种由电子和空穴通过库仑力结合形成电中性准粒子，对于材料的光吸收、发光和非线性光学 等过程有重要影响。对于低维固体材料，由于其减弱的屏蔽效应和增强的限域作用，体系中电子—空穴作 用会显著增强。因此，在研究低维半导体材料的光激发过程需要考虑到可能存在的激子效应。然而，作为 半导体一种重要的光激发应用，光催化过程的研究一直被局限在对光生载流子行为的调控，而激子效应对 其催化过程的影响被长期忽略。一旦考虑潜在的载流子相互作用，激子将可能会成为主要的光激发物种之 一，同时也会对材料光催化过程产生影响。这里，以一系列典型半导体材料为例，我们通过结合光致发光 光谱和时间分辨超快光谱技术系统地研究了材料的光物理过程，深入理解了激子效应对其光激发过程和能 带结构的影响。在对半导体材料中激子效应理解的基础上，进一步通过维度控制、缺陷引入以及晶面工程 等方法实现激子过程的调控，从而增强特定光激发物种的浓度，最终实现材料光催化性能的优化。以上系 列工作不仅揭示了半导体激子效应在光催化过程中的重要作用，同时还为通过激子过程调控来实现光催化 性能优化提供了新思路。 B01-K02 Targeted Synthesis of Two-Dimensional Transition Metal Disulfide Monolayers for Efficient Solar Hydrogen Production 叶金花 日本国家材料研究所、天津大学 B01-K03 Artificial Photosynthesis—From Molecular Catalysts to Metal Oxides for Electrochemical and Photoelectrochemical Water Splitting 孙立成1,2 1. 大连理工大学 2. 瑞典皇家理工学院 B01-K04 用光催化材料设计制备自驱动微纳米马达 官建国 武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院, 材料复合新技术国家重点实验室，武汉 430070 自驱动微纳米马达（Micro/Nano-motors ）能够自主运动，在药物运输、生物传感、细胞分离、微手术 和环境治理等方面有着重要的应用前景. 相对于化学反应型自驱动微纳米马达( 比如基于Mg-H O 化学反应 2 的Mg 基双面神粒子马达) ，采用光催化材料设计制备的自驱动微纳米马达具有使用寿命长、运动状态可通 过控制外部光照控制其运动行为等优点. 本报告将在分析自驱动微纳米马达研究现状和构建策略的基础上， 以光催化材料 TiO2 粒子和微米管为例演示光催化微纳米马达的设计原理和运动行为. 结果表明光催化型 自驱动微纳米马达可以不需要复杂的双面神和多层管状结构，用单组分结构和各向同性粒子也可以设计出 不仅驱动力大、运动状态和速率可控的微纳米马达；而且还可以利用光在半导体粒子中的有限穿透深度， 研制出趋光性的各向同性半导体微米马达. 它们结构简单、运动速率与方向均可用光同时控制，可应用于 对微纳米粒子的精确实时操控. 利用光控微纳米马达特殊的运动特性和电荷特性，不仅能改善它与环境间 1 的传质，奠定其在环境救治方面的应用基础；而且能可逆有序组装微纳米粒子和有目的地运输和装卸微纳 米货物，表明其在微纳米加工和药物主动运输方面有重要应用前景。 关键词：光催化材料；微纳米马达；自驱动 B01-I01 金属硫化物在太阳能分解水制氢的助催化作用 侯乙东 福州大学 B01-I02 分子催化剂/半导体杂合体系光电催化分解水 李斐 大连理工大学 水氧化反应是构建人工光合作用体系、实现太阳能分解水的技术瓶颈。我们从分子层面揭示了水氧化 催化剂的构效关系，通过精确调控有机配体的几何和电子结构，建立了双金属协同的高效催化体系；在光 催化研究中提出构筑超分子组装体的策略，其中通过主-客体自组装方式形成的超分子体系在可见光产氧中 创纪录的取得了84% （@450 nm ）的光量子效率；发展