微纳材料设计与制造研究中心

1光催化原理 光催化净化是基于光催化剂在紫外线或可见光照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+),能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。 图1a 光催化技术在产氢方面的应用 图1b 光催化的原理

2光催化技术的应用 光催化净化技术具有室温深度氧，二次污染小，运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点，所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化，在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的TiO2上可以持续发生水的氧化还原反应，并产生H2以来，人们对这一催化反应过程进行了大量研究。该项技术不仅在废水净化处理方面具有巨大潜力，在空气净化方面同样具有广阔的应用前景。

3 工作的创新点 光催化材料的研究是光催化技术的瓶颈和难关。 在众多光催化材料中，我们主要研究基于BiOCl的光催化材料，此材料的问题就是有较大的带隙，影响性能的好坏。我们课题组主要是通过实验及第一性原理来调控BiOCl的带隙，目前采用的方法包括掺杂和形成异质结（BiOCl/Bi2WO6，BiOCl/WO3，W 掺杂BiOCl）。 通过第一性原理计算BiOCl/ Bi2WO6 的势能高低及本征价带顶，微观尺度上得到在异质结界面电荷转移情况。