铜掺杂二氧化钛光催化剂

析氢快26倍

原子级分散的铜物种促进电荷分离并优化析氢能垒，克服纯TiO2活性低的局限。

宋浩 · Zhao, Hang · Yan, Xiao · 朱恂 · 陈蓉 · 廖强

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

析氢速率

6.32 mmol·g⁻¹·h⁻¹

表观量子效率

20.06 %

性能提升倍数

26.3

技术优势

电荷分离更好

原子级分散的Cu²⁺/Cu⁺在光照下发生可逆价态转变，促进电荷分离和转移，抑制光生载流子复合。

析氢能垒更低

理论计算表明铜掺杂调控了局部电子结构，优化了邻近Ti-O位点的氢吸附能，降低了析氢反应的能垒。

产氢性能大幅提升

优化的1.5Cu-doped TiO2在甘油存在下析氢速率达6.32 mmol·g⁻¹·h⁻¹，是纯TiO2的26.3倍。

应用场景

• 光催化析氢：用其高效产氢，在甘油牺牲剂下替代低活性TiO2光催化剂。
• 太阳能燃料：将太阳能转化为氢能，作为太阳能燃料的催化材料。
• 绿氢制备：利用光催化途径制氢，替代高能耗的电解水工艺。
• 光催化剂修饰：采用原子级铜掺杂修饰TiO2，解决电荷复合快的问题。