近日，罗和安教授领导的湘潭大学化工过程模拟与强化国家/地方联合工程研究中心光催化技术课题组，取得太阳能驱动TiO2光解水制氢研究新突破。相关结果近期☆发表在英国皇家化学会主办的《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)上。
氢能是环境友好的清洁能源。利用太阳能驱动水分解大规模制取氢气，不但有望缓和当今社会日益严重的能ω源紧张形势，同时也有可能从根本上消〓除环境污染，被誉为是化学的“圣杯”。实现〗这一反应的关键是研发既能有效捕获太阳光，又能高效驱动水分解反应的光催化剂。
TiO2是研究最为广泛的半导体光催化材料之一。但受禁阻能带宽、量子效率低两大因素制约，太阳能驱动TiO2光解水产氢的效率目前仍然较低。本工作基于“利用光生电荷体相迁移距离短的 TiO2基体及均匀碳包覆的良好协同效应促进光生电※荷分离”的思想，设计和制备了“C/TiO2/C”纳米管复合光催化剂 (CTCNT)，将太阳能ぷ驱动TiO2 基光催化剂的最高产氢效率提高了约 3倍。研究发现： CTCNT具有优异的促进光生电荷分离、抑制电荷复合的能力▃，紫外区表观量子率高于95%。并且，CTCNT也具有】较好的可见、近↓红外光响应活性，最小能隙约0.86 eV。在1个太阳强度的模拟太阳光辐照下，光解水产氢速率达到37.6 mmol/h/g催化剂。利用该光催化剂氧化降解多种污染物，同样发现」其具有优异的太阳能驱动光催化反应活性，进一步确认了光生电荷体相迁移距离短的 TiO2基体及均匀碳包覆的良好协同促进光催化反应机制，从而为理性设计高效太阳能驱动半导体基光催化剂提供ξ 了一种新的策略。
该项工作得到了国家自然科学基金项目(21176204、21376199)和湖南省科技计划重点项目█(2013FJ2013)的资助。
