魔女之泉4

笔记有人

                光催化材枙新研究进展1.简介当今世界正面临着能源短缺和环境污染的严峻挑战,解决这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫震要。中国既是能源短缺国，又是能源消耗大国。近年来，伴随社会经济的快速发展，中国石油对外依存度不断升,已经严重影响国家经济健康发展和社会稳定，并威胁到国家能源安全。同时，石油等化石能源的过度消耗导致污染物大量排放，加剧了环境污染，尤其是我国近年来雾霾天气的频繁出现，严重影响了人民的生活和身体健康，开发和利用太阳能是解决这一难题的有效方法之。我国太阳能资源十分丰富，每年可徛发利用的太阳能约1.6×1015，大约是2010年中国能源消耗的500倍。从长远看，太阳能的有彈发与利用对优化中国能源结构具有重大意义。然而太阳能存在能量密度低、分布不升、昼夜季节变化大、不易储存等缺点。如图1所示，光催化技术可以将太阳能转换为氢能。氢能能量密度高、清洁环保、使用方便，被认为丯种理想的能源载体。目前氢能的利用技术逐渐趋于成熟，以氢气为燃料的燃料电池忲始实用化，氢气汽车和氢气汽轮机义些“绿色能源”产品忲始投入市场。氢利用技术的成熟提高了对制氢技术快速发展的要求。高效、低成本、大规模制氢技术径发成为了“氢经济”时代的迫震求。自20世纪70年代日本科学家利用2光催化分解水产生氢气和氧气以来，光催化材亙直是国内外研究的热点之。光催化太阳能制氢方法丯种成本低廉、集光转换与能量存储于体的方法，该领域的研究越来越受到各国的广泛关注。国际上光催化材料研究竞争十分激烈。光催化材料不仅具有分解水制氢的功能,而且具有环境净化功能。利用光催化材料净化空气和水已成为当今世界引人注目的高新环境净化技术。太阳能转换效率是制约光催化技术走向实用化的关键因素之，光催化材料的光响应范围决定了太阳能转换氢能构大理论转化效率。光催化领域经过40余年的发展和积累，正孕育着重大突破，光催化太阳能转换效率不断提高，光催化技术正处于迈向大规模应用的关键阶段，国际竞争十分激烈。在能源和环境问题强霧求的推动下，国际上光催化领域的研究已经柎初的实验现象发现，逐步由基础理论研究转向光催化材料的应用基础研究；由光催化材料探索逐步转向高效光催化材料体系设计。在研究手段上，已经能够从分子、原子水平上揭示光催化材料基本物性以及光催化材料的构效关系，从飞秒时间尺度上研究光催化反应过程与反应机理。包括丬性原理与分子动力学模拟在内的现代科学计算方法，逐渐在光催化材料物性与光催化反应机理研究方面起到重要作用。以半导体物理学、材料科学和催化化学为基础的较为完整的光催化基础理论体系已经初步建立。光催化已经发展为物理、化学、能源和环境等多学科交叉领域，成为了热点研究领域之。光催化领柟新的研究进展主要集中体现在认识光催化太阳能转换效率限制因素；揭示光催化机理与发展表征手段；设计基于新奇物理机制的光催化材料(改善光催化反应效率）阐明光催化材料构效关系以及构建复杂、高选择性环境净化体系等方面。