1. 所属科学技术领域

 本项目属于低维无机非金属材料中的环境净化功能材料学科。

2. 主要研究内容

在国家自然科学基金项目(51102160、11104175)、中央高校基本科研业务费(GK201102027、GK201402009、GK201502008)等项目的资助下，对高效宽光谱响应催化剂从设计开发，结构-性能构效关系，催化性能调控到理论分析，取得了一系列的研究成果，主要内容如下：

(1) 窄-宽Ag2O/Bi5O7I纳米p-n异质结复合催化剂材料的构建：通过调控主体催化剂Bi5O7I与Ag2O纳米颗粒的质量比，利用窄带隙Ag2O半导体的宽光谱响应与Ag2O/Bi5O7I异质结之间的内建电场的作用下，解决了宽带隙半导体材料有限的光谱响应与窄带隙半导体高光生载流子复合率的缺陷。

(2) Fe3+/Er3+共掺杂Bi5O7I催化材料的构建：利用离子共掺杂的手段，有效地优化了Bi5O7I催化剂的能带结构。通过利用 Er3+共的上转换效应拓宽了的光利用范围，利用Fe3+多价态所引起的芬顿反应促进了催化过程的进行。在 Fe3+/Er3+共的耦合作用下获得了高效的光生载流子分离与转移能力，得到了宽光谱响应与高催化性能兼具的催化材料。

(3) Au/Fe3+-Bi4Ti3O12催化材料的构建：利用贵金属沉积于离子掺杂两种改性手段构建了Au/Fe3+-Bi4Ti3O12纳米复合光催化剂粉体。利用离子掺杂手段优化了Bi4Ti3O12半导体的电子结构与电化学特性；利用贵金属的表面等离子共振效应与贵金属-半导体之间的接触效应，增强了复合催化剂的光利用率，提升了光生载流子的产生、分离与转移能力，为设计具备宽光谱响应和高效催化活性的半导体光催化剂的纳米化提供了新思路。

(4) 染料污染物分子光敏化催化：本课题组通过实验发现需要催化降解的染料污染物分子自身具有吸光系数高的特点。因此提出了染料敏化催化机制：将染料分子以吸附力或氢键的形式吸附在表面负电性的BiOCl等催剂表面，利用当染料分子受光激发时，激发态状态下的电子注入进半导体的导带上的特点，实现了半导体催化剂对于太阳光的高利用率。这种利用污染物分子敏化催化剂的方式不仅极大了降低了拓宽半导体光吸收范围的成本，还提高了催化剂的催化活性。

(5) 纳米半导体催化剂晶面工程：本课题组通过利用水热法完成了对纳米催化剂的形态学调控和晶面的调控，实现了{001}、{010}和{100}面BiOX，{0001}ZnIn2S4和{001}面(BiO)2CO3等催化体系的可控合成，达到优化表面电子传输的目的，实现抑制光生电子-空穴对的复合，从而提高了催化剂的催化活性。并通过表面缺陷以及离子掺杂构建的手段对具有特殊暴露晶面的催化剂进行进一步的电子结构的调整，获得了具有宽光谱响应、高活性面、丰富活性位点的高效光催化剂。

3. 科学价值

本项目的系列成果系统研究了Bi基半导体光催化剂的制备、改性及其光催化机理，为解决Bi基半导体材料有限光学响应与低催化性能间矛盾问题提供新途径；Ag2O/Bi5O7I、Fe3+/Er3+-Bi5O7I、Au/Fe3+-Bi4Ti3O12、Co3O4/BiOCl、Sm-ZnIn2S4等复合催化剂及其的机理研究为半导体催化材料的设计、可控合成、机理性研究提供了实验依据与研究方法；有利于促进光催化技术进一步推广与探究，对于环境与能源的绿色、经济、高效发展有重要的研究和发展意义。

4. 同行引用评价：

研究成果受到国内外学术界关注，已发表的研究论文总被引用1070次，其中他引950次。引用者当中有许多光催化领域著名专家领导的研究团队，如国家教育部长江学者特聘教授、国家自然科学基金杰出人才基金获得者、中共中央组织部"万人计划"第一批领军人才曾光明教授,欧洲科学院院士、美国辛辛那提大学教授Dionysios D. Dionysiou等。这些均表明本项目的研究成果得到了同行的认可和关注。