Science China Materials（《中国科学：材料》）2016（12）

氢化的TiO₂/SrTiO₃形貌、组成和能带的调控

在半导体光催化剂中，TiO₂和SrTiO₃因为具有很好的稳定性而被科研工作者广泛应用于光催化降解有机污染物、光催化分解水、光阳极和钙钛矿太阳能电池等领域。但是二者都属于宽带隙半导体，只有在紫外光照射下才能被激发，因此限制了其对太阳光中可见光的利用，同时，单独的TiO₂和SrTiO₃在被光激发时产生的光生电子和空穴容易复合，这些缺点限制了他们在光催化领域的应用。TiO₂/SrTiO₃复合体的构筑可以显著提高光生电荷的分离，相关研究有所报道，然而对于具有可见光响应的成分均一并且形貌结构可控的TiO₂/SrTiO₃复合体目前还没有报道。对于钛基氧化物，氢化处理可以产生Ti³⁺以及氧空位，可以有效拓展可见光吸收并提高光生电荷的分离速率，从而提高光催化活性；而多孔微球由于具有多孔结构可以有效地提高光利用率并增加反应活性位点，因此，合成具有上述优点的催化剂在光催化领域将有着广泛的应用价值。

最近，黑龙江大学硕士研究生韩陶然和付宏刚教授对目前光催化过程中催化剂所面临的问题进行深入研究，对该类催化剂所存在的缺点选择合适的方法进行改性。采用前驱体路线，利用两步连续的溶剂热反应合成了TiO₂/SrTiO₃多孔微球，微球中每一个小粒子是一个小的TiO₂/SrTiO₃异质结单元，在粒子内部异质结之间可以有效地促进电子和空穴的分离，粒子与粒子之间的孔道有利于提高太阳光的利用率并增加反应活性位进行光催化反应。氢化后的TiO₂/SrTiO₃具有适量的Ti³⁺和氧空位，不仅增加了催化剂对可见光的吸收还可以有效地促进电子和空穴的分离，使该催化剂具有良好的光催化分解水产氢和产氧的性能。

此研究思路和方法可以用于合成其它的钛基半导体复合催化剂，该材料有望探索在其它领域中的应用价值。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

原文：

Han, T., Chen, Y., Tian, G. et al. Sci. China Mater. (2016) 59: 1003. doi:10.1007/s40843-016-5126-1

http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40843-016-5126-1

通过噻吩诱导制备可控表面形貌的MoS2及其HDS和HER催化活性研究

二硫化钼（MoS₂）是过渡金属二硫化物中的一个典型，与石墨烯和六方氮化硼类似，MoS₂具有六方晶体层状结构，层内由共价键结合，层与层之间则由范德华力结合。MoS₂依靠其特殊的结构和物理化学特性，被广泛应用在加氢催化剂、固体润滑剂和锂离子电池等领域。近年来，随着纳/微米材料应用技术的兴起，MoS₂材料的制备已由经典的钼元素和硫元素高温固相反应逐渐发展为各种条件相对温和、产品形貌可控的制备技术。其中，水热合成法以其操作简单，条件温和，成本低廉，可操作性强，材料大小和形貌易于控制等优点成为近几年来科研工作者制备和研究纳/微米级MoS₂材料最常用的方法之一，并且纳/微米级MoS₂材料在其主要应用领域展示了比传统MoS₂材料更加优异的性能。

最近，北京化工大学的刘思嘉博士和梁鑫副教授课题组对水热合成法合成MoS₂的过程进行了深入研究，并对制备方法进行了有效改进，成功对MoS₂的表面形貌进行调控。研究发现，在制备过程中添加少量噻吩作为导向剂，可以诱导合成出具有特殊表面结构的MoS₂催化剂。相比于普通MoS₂，添加噻吩合成的MoS₂的特殊表面结构使得其具有较大的比表面积和更多的活性位点。加氢脱硫实验和电化学性能测试都显示出该方法合成的MoS₂对于加氢脱硫反应和析氢反应都具有更好的催化活性。该工作提供了一种有效制备高活性MoS₂催化剂的方法，同时也为调控具有类似MoS₂层状结构的材料形貌提供了思路。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

原文：

Liu, S., Zhang, X., Zhang, J. et al. Sci. China Mater. (2016) 59: 1051. doi:10.1007/s40843-016-5106-y

http://link.springer.com/article/10.1007/s40843-016-5106-y