王颖 ， 杨传玺 ， 王小宁 ， 朱青 ， 董文平 ， 杨诚 ，吕豪杰， 王炜亮， 樊玉琪

（1. 山东师范大学环境与生态研究院， 济南 250358；2. 中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；3. 东北大学机械工程与自动化学院， 沈阳 110819；4. 齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省科技统计分析研究中心， 济南 250101；5. 山东省环境保护科学研究设计院有限公司， 济南 250013；6. 山东师范大学物理与电子科学学院， 济南 250358）

0 引 言

能源和环境问题是制约人类可持续发展的两大主要问题，已成为世界各国关注的热点，而光催化技术因其能够直接利用太阳光驱动光解水制氢、有机合成和污染物降解而成为解决能源和环境世界难题的重要技术手段之一[1]。 基于半导体能带理论和量子尺寸效应， 纳米级半导体光催化技术得到了长足的发展，半导体光催化有着自身的优势和特点：其一，反应过程利用绿色能源太阳能，反应条件温和、易于操作、可有效降低不可再生能源消耗、二次污染少；其二，半导体催化剂具有容易得到、廉价、稳定性好、可以循环利用等优势[2]。

传统的半导体光催化材料以TiO2为代表， 其在研究和开发中应用最为广泛，其光催化原理如图1 所示。半导体材料的能带结构由充满电子的低能级价带和未充满电子的高能级导带组成，价带和导带之间存在间隙， 当TiO2被能量大于或等于禁带宽度的光照射时， 价带中的电子吸收能量被激发跃迁到导带，同时价带上也相应地产生空穴，形成电子-空穴对。 电子-空穴对在……