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学术活动

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光催化水分子活化机制

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时间:2023-06-07

地点:实验楼107

主持人:田洋

主讲人:陈春城,中国科学院化学研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者。1994年毕业于四川大学(原成都科技大学)化工系无机非金属材料专业。2003年获中国科学院化学研究所获得博士学位后留所。2010年美国北卡罗来纳大学教堂山分校访问学者。主要研究方向(1)有机污染物的光催化降解及其微观界面机理;(2)环境颗粒物界面光化学转化机制。作为负责人主持基金委杰出青年项目及重点项目、科技部863课题及国家重点研发计划课题、中科院知识创新重要方向性项目等项目,总共发表SCI学术论文100余篇,包括Nature Catal., PNAS, Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Environ. Sci. Technol.,Energy Environ. Sci., Chem. Soc. Rev.等。

内容简介:在污染物光催化降解过程中,H2O分子被光生空穴活化生成高活性羟基自由基的过程对污染物的降解起着非常重要的作用。水分子的活化过程涉及O-H键的断裂,因此水分子的吸附模式和质子转移从根本上决定着水分子的活化效率。红外光谱研究和理论计算发现以路易斯酸碱吸附的水分子,由于其电子云密度降低而不利于捕获光生空穴被活化成羟基自由基;相反,以氢键模式吸附的水分子更有利于被空穴活化。通过原位电化学红外光谱和同位素标记技术证明了氧化铁表面水分子氧化生成O2的过程是H2O亲核进攻氧化铁表面形成的高价铁物种(FeIV="O)。在此基础上,发现许多污染如含硫污染物、亚硝酸盐、亚砷酸盐等污染物可以亲核进攻表面FeIV=O物种,发生FeIV=O物种向污染物的氧原子转移反应,实现污染物的选择性氧化。

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