近日，我所杨学明院士领导的科研团队在“甲醇在TiO₂(110)表面上光催化解离研究”工作中取得新进展，该成果“Stepwise Photocatalytic Dissociation of Methanol and Water on TiO₂(110)”发表在近期的《美国化学会志》期刊上（J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (32), pp 13366–13373）。

甲醇能提高二氧化钛光催化分解水的效率，但是甲醇以及水与二氧化钛的相互作用并不清楚。如果能从原子分子层次上认识这一过程，将可能为发展新的高效催化剂提供线索。

杨学明院士带领表面光化学反应动力学小组，用自行发展的基于高灵敏度质谱仪的表面光化学反应动力学装置，研究了甲醇覆盖的TiO₂(110)表面在紫外光照射后反应物及产物Temperature Programmed Desorption(TPD)谱图的变化。结果表明甲醇解离成了甲醛，解离过程是通过O-H键以及C-D的断裂，并且将氢(氘)原子转移到旁边的桥氧原子上完成的。密度泛函理论 (DFT)计算结果与实验一致。

该成果在二氧化钛的光催化研究中具有重要意义。甲醇解离生成甲醛和氢气是工业催化过程中的第一步反应，但是实验结果只观察到生成的H原子留在TiO₂(110)表面上，这从一方面解释了二氧化钛光催化分解水产氢效率低的原因。该结果还表明，5配位的钛原子也是具有光催化活性的，但是它的重要性在以前还没有被认识到。