当今时代，人类正面临着严重的环境污染与能源危机，时代的进步和社会的可持续发展呼唤着新型可再生能源的开发和利用。作为环境友好型的新能源，氢能因具有高能量、高挥发性、燃烧值高、贮运方便等特点，受到国内外专家、学者的广泛关注。目前，制取氢气的主要方法很多，如化石能源制氢、电解水制氢、生物质制氢等。然而，通过这些方法在获得氢气的同时，消耗了大量能源，同时造成了严重的环境污染。因此，如何使用较为经济的方法大规模的制造氢能是解决能源危机、开发新能源、推进新能源广泛应用的首要问题。光解水制氢作为一种低能耗、绿色环保的新技术在新能源的开发和推广中具有巨大的潜力。 本项目采用原子层沉积技术、有机复合技术及后续热处理技术制备了不同层数的碳包覆一维TiO2的TiO2/C核壳结构。通过对碳包覆层的厚度和层数的有效调控，实现了TiO2/C光催化剂的光催化效率和光吸收效率的最佳结合，同时提高了材料的稳定性，获得了高效的光解水制氢效率。制备了单层和多层碳包覆的一维TiO2/C核壳结构的。通过有机复合技术和热处理技术合成了多层碳包覆的一维TiO2/C核壳结构。采用X射线等测试手段研究了所制备的材料主客体间的成键情况、微观结构、光吸收特性、能带结构、光催化性质。分析了单层碳的厚度、碳的层数对材料光吸收效率、光催化剂的稳定性及光催化性能的影响，找出了材料的光催化性能和光吸收效率二者结合最佳情况下的碳层数。从原子级别上研究了碳包覆层数、价键情况对TiO2/C核壳结构光解水制氢性能的影响。采用瞬态光致发光光谱（TPRL）、光解水制氢系统等测试技术研究了单层碳的厚度、层数、价键情况、内部缺陷与对电子密度空间分布、载流子动力特性、带隙宽度、光吸收性能、光解水制氢性能的影响，分析TiO2/C的微观结构对光解水制氢性能的影响，阐明材料的制氢机理，实现光催化剂的高效性与稳定性的统一。以制氢功能为牵引，借助物理化学技术，实现从简单二氧化钛结构向具有特定功能的复杂结构过渡，为光解水制氢复合材料的性能研究和应用提供一定的研究基础，实现制氢功能设计和调控，为开发成本低、环境友好的新型高效光催化材料的研发提供一定的实验依据。虽然催化剂的成本低、制备简单、安全，催化活性较高，但产量较低。该项目相关研究获黑河市自然科学技术成果奖二等奖一项、三等奖一项。

黑河学院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。