2019年CAIA獎一等獎獲獎項目成果簡介：光催化材料表界面修飾特殊性質的分析方法及應用
完成單位： 清華大學化學系
完成人：姚文清，朱永法，王艦，宗瑞隆，李展平，嚴楷，吳焱學，楊立平，段建霞，馬超
成果簡介：
光催化技術降解環境污染物具有深度礦化、無二次污染及安全節能的優勢，是環境化學污染控制領域的前沿課題。本項目利用電子能譜、光譜和探針顯微等技術發展了多種新型光催化材料的分析方法，系統、深入地研究了共軛π分子表面雜化作用、復合氧化物納米結構和能帶結構的調控以及新型光催化材料的應用基礎，取得了系列創新性成果：建立了利用共軛π分子表面雜化作用大幅度提高污染物的降解活性及可見光利用效率的新方法，為提高光催化降解速率和可見光能量利用效率提供了有效途徑；提出了晶胞內基團極化產生的內建電場是光催化劑高活性的本質，闡明了其高降解活性和高礦化度的機制；通過表面雜化和納米結構調控，研制出了高活性和自然光響應的光催化劑，并在多個凈化應用方面進行了驗證，取得了具有高礦化度、無二次污染及安全節能作用的效果。
研究成果在Energy & Environment Science、Advanced Materials、Applied Catalysis B: Environmental等環境領域權威期刊發表論文63篇（IF>10的47篇），SCI總他引2824次；14篇ESI高被引論文，1篇封面論文，1篇封底論文。主編光催化學術專著1部，發明專利授權和申請12項，國家標準9項。為拓展新型光催化劑可見光響應提供了理論基礎和技術支撐，具有重要的理論意義和應用價值。
創新點及科學價值：
（1） 建立了利用共軛π分子表面雜化作用大幅度提高污染物的降解活性及可見光利用效率的新方法，為提高光催化降解速率和可見光能量利用效率提供了有效途徑；
（2） 提出了晶胞內基團極化產生的內建電場是光催化劑高活性的本質，闡明了其高降解活性和高礦化度的機制。
社會經濟效益：
（1） 通過表面雜化和納米結構調控，研制出了高活性和自然光響應的光催化劑；
（2） 在空氣、水域等多個凈化應用領域進行了驗證，取得了具有高礦化度、無二次污染及安全節能作用的效果。
應用前景：
（1） 為拓展新型光催化劑可見光響應提供了理論基礎和技術支撐；
（2） 對污染環境中實現安全凈化，具有重要的理論意義和應用價值。
