随着国家对新能源产业的重大战略需求，太阳能、风能等新型能源成为研究热点，但能源转化效率低、能源存储难等问题成为亟待解决的制约产业发展的瓶颈问题。

近日，化学化工学院刘志勇课题组连续在《Chemical Engineering Journal》（CEJ）杂志的第359、360期上发表了两篇有关光催化分解水制氢的文章。CEJ是工程类1区期刊，影响因子（IF）为6.735。

第359期文章题为Effective protect of oxygen vacancies in carbon layer coated black TiO_2-x/CNNS hetero-junction photocatalyst(DOI: 10.1016/j.cej.2018.11.117)，报道了一种基于碳层保护的TiO_2-x/CNNS异质结光催化剂。他们以三聚氰胺为前驱体，使用热缩聚、氧化热刻蚀和超声剥离的方法成功制备了CNNS。又以钛酸四丁酯为前躯体，在基本无水的环境下进行醇解得到T/CNNS异质结，最后通过化学还原、自聚合和碳化等方法得到了C@BT/CNNS光催化剂。该催化剂在模拟太阳光条件下，光催化产氢速率为1830.93μmol h ^-1g^-1。该研究提出的新型设计策略——碳层保护效应，为纳米级氧化防护技术的进一步发展提供了新思路。该论文通讯作者为刘志勇教授和吴建宁副教授，硕士研究生刘畅和武鹏程为共同一作。

图1：基于碳层保护的TiO_2-x/CNNS异质结光催化机理

第360期文章题为Synthesis of hollow core-shell CdS@TiO₂/Ni₂P photocatalyst for enhancing hydrogen evolution and degradation of MB(DOI: doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.211)，报道了一种空心结构的CdS@ TiO₂/Ni₂P高效光催化剂。他们以SiO₂为模版，将CdS和TiO₂分别包覆在其表面，刻蚀后，得到了空心核壳结构的CdS@TiO₂。最后，通过高温煅烧磷化的方法负载了5%wt的Ni₂P作为助催化剂。通过在可见光和模拟太阳光下光催化产氢的性能和机理的研究，表明电子向壳层传输集中在外表面的Ni₂P作为产氢位点，而空穴传输向核层CdS的内表面与牺牲剂反应。该研究提出的新型设计策略——氧化和还原过程空间上的分离，为提升光解水产氢效率提供了新思路。石河子大学刘志勇教授为该论文的通讯作者，博士研究生吴可量为第一作者。

图2：空心核壳结构的CdS@TiO₂及其作用机理