光催化共振理论：光驱动催化的动力学与频率响应

持续或脉冲光束照射催化表面，可动态调制表面化学，以实现更高的反应速率、更高的转化率或产品选择性控制。为建立动态光驱动催化的基本原理，模拟了通用表面反应的光催化转换，以理解独立光束促进表面产物脱附的动力学影响。通过微观动力学模型和动力学蒙特卡罗方法进行仿真，考虑了泊松分布、光子之间恒定间距以及光子源的协调开/关脉冲等情形。在微分条件下，对不同光子通量和温度的光催化速率进行时间平均，表明存在三种动力学制度：由产物热脱附控制、由表面反应控制，以及一个在 Arrhenius 图上呈零斜率的中间动力学制度，符合由光子到达频率(即单点位光子通量)主导的速率控制度。最大光催化速率在共振频率下发生，此频率为光子到达频率，匹配表面反应速率常数。当光子促进的产物脱附速率与热产物脱附速率相当时，发生非平衡光催化转换。结果表明，光驱动催化的一般实用性，尽管光源脉冲或切割由于光子本身的动态特性，几乎没有对速率增益和量子产率的显著帮助。