Small Methods: TiO2纳米材料催化制备绿色氢能源研究进展

随着全球污染的逐步加剧和能源危机的日益严峻,制备绿色清洁氢能源对人类发展具有重大的实际意义和广阔的应用前景。自1972年TiO2被发现具有光催化裂解水的性能以来,人们对TiO2半导体材料的研究深入到多个重要领域,包括染料敏化太阳能电池、超级电容器、光解污染物、光催化产氢,以及锂离子电池等。近年来,随着化学科学技术的不断发展,伴随着制备合成策略工艺的创新,各种纳米结构的TiO2材料被相继报道,如纳米线、纳米棒、纳米片、纳米管及多孔纳米微球等。然而,诸如较高的禁带宽度、光生电子-空穴对的快速结合等缺点导致TiO2只能吸收3-5%的可见光,严重地降低了光催化效率、阻碍了其实际应用。 基于此,大量的研究工作主要集中在如何提高TiO2纳米材料的光催化效率。

通过研究分析近几年相关的工作,福州大学和苏州大学赖跃坤教授在其评论综述“Light-Driven Sustainable Hydrogen Production Utilizing TiO2 Nanostructures: A Review”中系统总结了TiO2纳米结构材料在光催化产氢方面的最新研究进展。首先,文章对各种结构TiO2材料的制备方法进行系统的分类和细致的描述,指出制备工艺中的关键科学问题以及当前的应对策略。此外,对TiO2纳米材料光催化产氢的机理分析和理论研究进行深入阐述。该评述总结凝练了提高其产氢性能的途径,包括抑制光生电子-空穴对的快速结合、构造表面活性位点以及提高对可见光的吸收能力等策略,并充分举例说明具体方法。最后,该评述文章结尾对纳米结构的TiO2材料在光催化领域的发展趋势和相应的机遇与挑战进行了展望,为TiO2基纳米材料研发和在光催化领域的拓展应用提供参考价值。

综述文章“Light-Driven Sustainable Hydrogen Production Utilizing TiO2 Nanostructures: A Review” 在线发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201800184)上。

 

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