光催化9月惊雷：产氢效率破2万、近红外治肿瘤、5分钟降解染料

在能源领域，光催化分解水制氢的效率被频频刷新，主要得益于新型异质结光催化剂的开发：

COF基异质结：通过将共价有机框架（TACOF）与聚硫氰（PSCN）复合构建异质结，研究者实现了光生电子的高效迁移。其中，PSCN9/TACOF的产氢速率高达21479 µmol·g⁻¹·h⁻¹，远超其单一组分。

碳量子点修饰体系：碳量子点介导的Fe₁₁多金属氧酸盐富集策略，显著提升了Zn₀.₅Cd₀.₅S系统的产氢性能，其产氢速率达到32.18 mmol·g⁻¹·h⁻¹，表观量子效率约为40%。

黑磷烯电场调控：研究者利用黑磷烯主导的集成双电场引导电荷流，在气相光催化产氢中实现了5218.7 µmol·g⁻¹·h⁻¹的产氢速率，约为传统液固体系的2.4倍。

环境修复方面，光催化技术继续在降解抗生素、染料等顽固污染物上发挥重要作用。

抗生素降解：

Fe,S共掺杂g-C₃N₄/CeO₂ S型异质结在可见光下激活过一硫酸盐（PMS），60分钟内可降解99.5%的四环素（TC）。

多孔Zn₂Ti₃O₈/ZnTiO₃异质结气凝胶具有分级多孔网络，在模拟太阳光下60分钟内可降解超过96%的氧氟沙星（OFL）。

压电-光催化协同：通过将光催化与压电效应结合，可极大提升载流子分离效率。例如，钆掺杂铁酸铋（Gd-BiFeO₃）纳米片在可见光和超声波协同下，5分钟内即可降解97.7%的亚甲基蓝，速率是单独光催化的3.46倍。

新型污染物与CO₂转化：

Pd/WO₃光催化剂可利用可见光将生物质（葡萄糖）转化为有机过氧化物，所得产物对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌孢子具有抗菌活性。

通过构建TiO₂/Ti₃C₂/MB (TTM)三元复合物，实现了CH₄产率54.34 µmol·g⁻¹·h⁻¹和选择性96.1%。

研究者还利用含铁多金属氧酸盐/CdS体系，对生物质来源的糠醇进行选择性脱氢偶联反应。

材料创新与机理探索：

微波诱导缺陷工程可在8分钟内快速制备富含氧空位的ZnO/CeO₂异质结，在自然阳光下50分钟内实现亚甲基蓝的近乎完全降解。

钢渣衍生TiO₂复合涂层将冶金废料回收利用，兼具光催化与阻燃功能。

部分研究也对传统光催化机理进行了重新审视，例如有研究指出V₂O₅纳米颗粒去除染料时，吸附和溶解过程占主导，而非真正的光催化作用。