一维TiO2纳米管催化剂在光解水领域的最近研究进展
随着全球污染的加深和能源危机的日益严峻,制备氢能源和分解污染物具有重大的实际意义和广阔的应用前景。自从1972年TiO2被发现具有光催化裂解水的性能以来, 对TiO2半导体材料的研究深入到多个重要领域，包括染料敏太阳能电池、超级电容、光解污染物、光催化产氢，以及锂离子电池等。随着制备工艺及相关参数的不同，TiO2纳米材料呈现出多种结构形态，如纳米线、纳米棒、纳米片、纳米管及纳米微球等等。其中一维的TiO2由于其较高的长径比和较大的比表面积而表现出优异的物化性能, 受到人们广泛关注。尽管如此, TiO2仍然具有一些缺点阻碍了其实际应用，如较高的禁带宽度使得TiO2只能吸收3-5%的可见光，快速的光生电子-空穴对的结合降低了光催化效率。基于此, 科学家们进行了大量研究工作，主要集中在如何提高TiO2电极材料的光催化效率。
近期，苏州大学赖跃坤教授及其研究团队集中总结了今年来人们制备一维TiO2纳米管的各种方法，包括水热法、溶剂热法、模板法，以及电化学阳极氧化法。文章对各种制备方法进行细致描述，并对各条件制备的TiO2的结构形态进行了详细对比分析。同时，为了增加TiO2对可见光的吸收，抑制光生电子-空穴对的快速结合，对TiO2的各种结构修饰及掺杂方法都进行了阐述。不仅如此，文章还详细讨论了光解水的机理，列举了大量的光催化裂解水及污染物的应用实例。最后，文章结尾对一维TiO2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，相信能给广大科研人员带来较大的参考价值。
相关论文在线发表在Advanced Science （DOI: 10.1002/advs.201600152）
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