我们结合飞秒和纳秒光源,利用基于超高灵敏度质谱的表面光化学装置系统地研究了单分子层甲醇覆盖的TiO2(110)在紫外光照射后的反应动力学过程和反应产物。初步结果表明甲醇在光照过程中通过一个两步断键的过程生成了(O-H键先断,C-H键后断)甲醛,断键过程中解离出的氢原子转移到旁边的桥氧原子上形成BBO-H,而没有形成氢分子。而生成的甲醛和中间物甲氧基通过交叉耦合反应生成了甲酸甲酯。进一步研究发现在二氧化钛表面升温过程中,大部分氢原子会夺取表面的桥氧原子先以水分子的形式从表面脱附,产生表面氧空位,只有少量的氢原子会复合成氢分子而脱附。随着表面氧空位浓度的增加,桥氧上剩余的氢原子则更容易结合成氢气分子脱离。这些结果解释了二氧化钛光催化分解水产氢效率低的原因,有助于进一步研究和分析金属掺杂二氧化钛光催化剂的光催化产氢过程,并能为新型催化剂的发展提供线索。