马晓清，黄丽娜

(上海工程技术大学 材料工程学院，上海 201620)

0 引 言

人类社会日新月异的发展与能源危机和环境污染之间的矛盾日益激化，使得对无碳清洁能源的深入发掘显得尤为重要和紧迫。努力实现“碳中和”，即达到二氧化碳或温室气体的相对“零排放”，是全球可持续发展的重要战略。利用太阳辐射是减少对化石燃料依赖的关键，对太阳能的持续转化和利用可以满足当下乃至将来人类对能源的需求。固态光催化剂能够把太阳能转化成化学能，主要应用于降解污染物、裂解水产氢产氧、固氮和二氧化碳还原等，一般具有廉价、稳定易回收的优点[1-2]。当下，人们在能源和环境问题上不断努力的同时，注重新材料的设计和开发，不可避免的强调界面的有效接触和高效的电荷传输这两大微观因素[3-4]。

d0或d10外层价电子结构的金属氧化物对光催化反应有明显助剂作用[21-22]。其中第V副族的元素Nb和Ta的阳离子氧化物，近年来表现出很有潜力的光催化和光电化学性能[23-24]。Nb2O5作为热力学上最稳定的铌氧化物，是一种类似TiO2的宽带隙 (3.4 eV) 半导体，近二十年来在光催化和光电化学太阳能转换领域的应用越来越多[25-28]。1987年，Quarto最早研究了非晶Nb2O5薄膜光电极[29]。Prado等合成的Nb2O5作为光催化剂能有效降解靛红，并且具有高稳定性和可回收性[30]。2010年以后，以Nb2O5为代表的铌基半导体材料在太阳能转换方面获得了更多的关注，拥有与TiO2类似的能带结构以及可调控的形态和比表面积。Sreethwong等以乙醇铌为前驱体，使用有机溶剂热法合成了Nb2O5纳米颗粒，550 ℃热处理后在紫外光下的光催化产氢速率高于最常用的P25 TiO2[31]。……