[00748477]高效光催化材料的制备科学

该项目属于特种功能无机非金属材料学科。环境与能源科学是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》明确优先发展的重点领域。光催化材料具有解决环境污染和能源短缺问题的潜在能力，是国际环境、能源和材料等领域的研究前沿和热点，其中高效光催化材料的制备是该领域的难点和热点。项目针对光催化材料光催化活性低等重大科学问题，在国家杰出青年科学基金等项目的持续支持下，围绕高效空心微球和分级多孔光催化材料的可控制备，开展了系统深入的研究工作，取得的重大科学发现如下：1.发现并提出了一种制备TiO<,2>、CuO/Cu2O等无机空心微球光催化材料的新方法-化学诱导自转变方法，该方法主要是基于无机非晶态固体微球的原位溶解-再晶化、再组装和局部Ostwald熟化机理。2.发现了两种制备多孔TiO<,2>、ZnO空心微球光催化材料的简易模板方法。一是基于模板诱导TiO2成核生长，同时模板原位溶解的一步水热合成原理；二是基于模板微球与ZnO壳同时原位形成的一步水热制备原理。3.发现了一种在纯水中制备分级大孔/介孔TiO<,2>光催化材料的无模板新方法，所制备的分级多孔TiO<,2>，其光催化活性是国际标准光催化材料DegussaP25的2倍多。4.发现并提出了两个基于界面电荷转移增强TiO<,2>光催化活性的理论模型：非金属F-离子吸电子模型和过渡金属Fe3+离子电荷调控模型。项目期间发展了4种高效光催化材料的制备新方法，制备出多种高效光催化材料，提出了2个增强光催化材料活性的理论模型，极大地推进了国际光催化材料的研究与应用化进程。项目在Adv.Funct.Mater.等多种国际著名期刊上发表SCI论文90篇，论文多次被他人正面引用，20篇核心论文被ChemRev(IF40.197)等SCI他引2011次，8篇代表性论文SCI他引1083次，平均每篇被SCI他引超过135次，单篇最高SCI他引185次，包括光催化创始人Fujishima教授等多位该领域国际权威学者引用该项目工作，并给予了充分肯定和高度评价。20篇核心论文中有15篇属于ISI近十年高被引ESI论文，项目组的高被引论文数量在光催化领域全世界排名第一。