王泽岩，王 朋，刘媛媛，郑昭科，程合锋，黄柏标

(山东大学，晶体材料国家重点实验室，济南 250100)

0 引 言

自从1972年日本科学家Fujishima等[1]用TiO2单晶实现光催化分解水产生氢气和氧气以来，光催化技术吸引了来自世界各国科学家们的广泛关注。光催化技术是基于半导体材料的光电效应，可以将光能转化为化学能的新技术。当半导体材料吸收光子能量之后，产生电子和空穴，随后电子和空穴可分别发生还原和氧化反应，从而将光能转化为化学能。利用该技术，可实现光催化分解水产氢、二氧化碳还原制备有机物及将环境中的有机污染物降解为二氧化碳和水，而整个过程中不会产生任何二次污染。因此，光催化技术被认为是解决未来能源短缺和环境污染问题最具潜力的解决方案之一[2-3]。随着材料科学和纳米技术的不断发展，在过去几十年的时间里，光催化技术获得了快速的发展。目前人们已经研究出了几百种新型的光催化材料，材料的光催化效率也在不断提高。然而，目前光催化材料的能量转换效率距离实际应用的要求依然有一定距离。因此，进一步提高光催化材料的能量转换效率，探索新型高效的光催化材料依然是光催化领域的研究热点。

光催化反应的过程总体来讲可分为三个步骤：(1)半导体光催化材料吸收超过其能带宽度的光子能量产生电子和空穴；(2)光生电子和空穴产生后在光催化材料内部逐渐向材料表面迁移；(3)扩散到材料表面的电子和空穴分别同反应物发生还原和氧化反应。……