我们的研究目标是通过对半导体材料表/界面结构的设计

来构筑具有高效光电催化活性的催化剂

1、半导体表面结构控制-构筑具有高活性晶面裸露的半导体微纳米晶-改善材料表面催化活性；

     与低活性晶面相比，高活性晶面具有开放的表面结构，且含有高密度的台阶位及扭结位原子，这些位置上的原子配位数少，含有很多的悬挂键，通常成为催化活性的中心，因此高活性晶面的催化反应活性普遍高于其低活性晶面。但是晶体在生长的过程中，具有化学性质活泼、表面能高的晶面的生长速度较快，在晶体生长过程中往往快速的消失，晶体最后裸露的晶面一般为化学惰性和表面能较低的晶面。因此，如何通过晶体生长的方法来控制微纳米晶特定结构表面(特别是高指数表面和高活性表面)裸露是一个具有挑战性的研究课题。我们采用阴离子吸附来调控金属氧化物表面能的策略在金属氧化物高活性晶面的控制合成，结构表征及性能探索方面取得一系列成果。

2、半导体界面结构控制-构筑具有碳/半导体界面结构-提高载流子分离效率。 

       提高金属氧化物光生电子和空穴的分离效率，且增加其与目标分子反应的几率是改善金属氧化物光催化活性的关键。碳材料具有较高的导电性，其功函高于金属氧化物半导体的费米能级，可以作为电子的接受体，将其与金属氧化物半导体复合，能够降低半导体光生电子和空穴的复合，提高其利用效率。特别是当碳有杂原子进行掺杂，可进一步改善其导电性能，可进一步提高电子的转移效率。且碳材料具有大的比表面积，将其与金属氧化物复合后，能够提高光生载流子与目标分子发生反应的几率。基于上述优点，我们主要利用金属有机框架（MOFs）具有配体可修饰性强和孔道多且易吸附外来分子的特点，以其为模版，通过原位煅烧构筑杂原子掺杂碳包覆的金属氧化物界面结构。具体策略分为两种：（1）利用MOFs孔道多且易吸附外来分子的特点，通过引入合适的富含杂原子调节剂来调控MOFs形貌和引入杂原子，并通过原位煅烧从而实现杂原子掺杂的碳包覆的金属氧化物微纳米界面的合成。（2）利用MOFs配体可修饰性强的特点，设计富含杂原子的配体与金属离子构筑富含杂原子的MOFs，通过惰性气体氛围下原位煅烧构筑杂原子掺杂碳包覆的金属氧化物微纳米晶界面。我们对其所构筑的界面结构与光催化活性之间的关系进行系统的研究，为构筑具有高效光催化活性的催化剂提供理论基础。