介孔混晶TiO2光催化全分解水研究

来源：中国科学材料

半导体介孔单晶具有良好的光吸收能力和较大的比表面积，因而受到广泛关注。但多数材料的尺寸较大(~um)，难以抑制光电子与空穴的复合。

近日，国家纳米科学中心朴玲钰研究员和天津大学马智副教授等人在Science China Materials上发表研究论文，准确地合成了一系列载流子转移效率高、传质和扩散能力强的纳米介孔板钛矿-金红石TiO2混晶。同时，详细研究了介孔TiO2混晶生长的关键因素和机理。

图1 介孔TiO2晶体的合成。

以Pt纳米颗粒作为助催化剂，实现了全分解水产氢气和过氧化氢，氢气和过氧化氢的生成速率分别达到9.46±0.56和3.29±1.28 μmol mg−1 h−1。氢气产率是目前报道的TiO2(3.34 μmol mg−1 h−1)的2.8倍。介孔TiO2晶体的纳米尺度和混合晶体结构使其具有优异的光催化效率。

图2 不同条件下合成的介孔混晶TiO2光催化性能。

本工作为纳米介孔TiO2混合晶体的精准合成，以及光催化全分解水制备高附加值产品提供了新思路。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, 10.1007/s40843-019-1253-8。