太阳能被认为是21世纪最清洁的能源，而光催化是一种可以直接将太阳辐射能转化为化学能的途径，是极具发展潜力的新能源技术。光催化是一个涉及太阳光俘获、电荷分离和分子吸附活化等步骤的复杂过程，因此调控其量子效率是一个极具挑战的系统工程。熊宇杰课题组近年来围绕无机复合光催化材料体系，发展相关材料表面和界面结构精准可控的合成方法，以合成获得的具有精准可控结构的材料模型为研究对象，通过与江俊、张群等教授在“精准制备-理论模拟-先进表征”方面三位一体的交叉学科合作，建立表界面结构与光催化性能之间的构效关系。特别是聚焦于贯穿光催化整个过程的电荷动力学，通过观测和调控该动力学，发展了决定光催化过程中各个步骤的关键材料参数设计原则，并针对性地做了材料优化设计，取得了一系列进展。在这些原创工作基础上，该课题组撰写了一篇题为“Steering Charge Kinetics in Photocatalysis: Intersection of Materials Syntheses, Characterization Techniques and Theoretical Simulations”的综述论文（Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 2893），详细论述了各种无机复合光催化材料模型的电荷动力学本质及相关研究方法的物理化学机制，提出了光催化材料设计的“精准制备-理论模拟-先进表征”研究方法学。

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