MoS2/(001)面暴露锐钛矿相TiO2二维纳米结增强光催化制氢活性

能源危机与环境污染是当今世界面临的两大难题，开发环境友好、成本低廉、来源丰富、可再生的绿色能源已经成为人类社会发展的一个巨大挑战。太阳能具有资源丰富、分布相对均匀、无需运输、环境友好等忧点，是未来社会最理想的能源。光催化分解水技术利用自然界丰富的太阳能和水资源将太阳能转换为氢能，是太阳能利用最理想的方式之一。目前，光催化制氢体系使用的光催化剂主要是贵金属负载的半导体材料，但是贵金属高昂的价格限制了它们的广泛使用。因此，开发低成本的非贵金属基光催化剂是光催化制氢领域的一个关键难题。

杭州电子科技大学陈大钦教授课题组与南京大学邹志刚院士课题组合作，开发了基于过渡金属化合物的二维MoS2/TiO2光催化剂。利用水热法将二维的二硫化钼纳米片负载到二维的(001)面暴露锐钛矿相TiO2纳米片，制备得到了二维-二维(2D-2D)的MoS2/TiO2光催化剂。与传统贵金属Pt负载的零维-二维(0D-2D) Pt/TiO2光催化剂相比，这种新颖2D-2D结构的MoS2/TiO2光催化剂存在更大的二维纳米结界面，促进了TiO2光激发电子向MoS2的转移，增强了体系的光催化活性。在360 nm单色光光照下，以2D-2D的MoS2/TiO2为光催化剂，表观量子效率达到了6.4%。同时，2D-2D的MoS2/TiO2光催化剂具有制备条件温和、反应步骤简单等优点，是一种成本低廉、环境友好型的光催化剂。这种2D-2D MoS2/TiO2光催化的设计与开发，是对二氧化钛复合光催化剂的重要创新与补充，也为其它半导体光催化剂的设计提供了新的思路。

该研究得到了国家自然科学基金(51502068，21271170，51572065)，浙江省杰出青年基金(LQ16B030002)和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2013CB632404)的资助。这一研究成果发表于《ACS Catalysis》期刊(Constructing Anatase TiO2 Nanosheets with Exposed (001) Facets/Layered MoS2 Two-Dimensional Nanojunctions for Enhanced Solar Hydrogen Generation, ACS Catal, 2016, 6, 532-541)，第一作者是杭州电子科技大学元勇军博士。

http://dx.doi.org/10.1021/acscatal.5b02036

原文标题：Constructing Anatase TiO2 Nanosheets with Exposed (001) Facets/Layered MoS2 Two-Dimensional Nanojunctions for Enhanced Solar Hydrogen Generation