在二氧化鈦光催化分解水過(guò)程中，甲醇的加入能夠提高產(chǎn)氫效率，同時(shí)，甲醇本身也能光催化產(chǎn)氫。但是甲醇光催化產(chǎn)氫的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理并不十分清晰，如果能從分子層次上認(rèn)識(shí)這一過(guò)程，將可能為發(fā)展高效催化劑提供新思路。
楊學(xué)明小組利用自行研制的基于高靈敏度質(zhì)譜的表面光化學(xué)裝置，系統(tǒng)研究了單分子層（ML）甲醇覆蓋的二氧化鈦在紫外光照射后的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。早期結(jié)果表明，甲醇在光照過(guò)程中通過(guò)O-H鍵及C-H鍵的斷裂形成甲醛，解離出的大量氫原子轉(zhuǎn)移到旁邊的橋氧原子上形成BBO-H，沒(méi)有形成氫氣。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在二氧化鈦表面升溫過(guò)程中，一部分氫原子會(huì)奪取表面的橋氧原子先以水的形式從表面脫附出來(lái)，產(chǎn)生表面氧空位，只有少量的氫原子會(huì)復(fù)合成氫氣脫附出來(lái)。隨著表面氧空位濃度的增加，橋氧上剩余的氫原子則更容易結(jié)合成氫氣分子脫離。
該成果有助于進(jìn)一步研究和分析金屬摻雜二氧化鈦光催化劑的光催化產(chǎn)氫過(guò)程，并能為新型催化劑的發(fā)展提供線索。
