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钛黑的光催化研究

----钛黑解水
由Samuel Mao领导的DOE劳伦斯贝克力国家实验室研发成员研发了在有光（包括红外线和紫外线）的条件下就能够从水中提取氢气的光催化产品。

他们使用了晶格结构被重组了的二氧化钛。而那些被重组晶格的二氧化钛，是通过将普通的二氧化钛与氢化合反应生成的，通过反应结果发现，化合反应生成的是黑色物体。因此科学家们产生了黑色氧化钛的吸光效果比白色氧化钛更好的想法。

贝克力实验室环境与能源技术部门的主持科学家Samuel Mao说“我们一直在寻找更好的方法来利用太阳光，从水中提取氢气”。“在这个工作里面，我们介绍的奈米晶体二氧化钛里面的无序特性，大大改进了这种材料利用太阳光从水中提取氢气的吸光性能和效率”。

来自贝克力实验室的Peter Yu和Lei liu就是发现了与氢化合反应能够改变二氧化钛的电子性能的教授。他们发现，通过分裂二氧化钛原有的晶格结构，引入的太阳光子能够更容易激活电子，让电子更加容易的陷入二氧化钛的能带隙（以能量带形式存在于固体中但是不以电子状态存在）并且发挥分解水的功能。

“通过引入一种特别的无序性，中间的空白电子状态将伴随着宽能带隙的减少而形成。”同样也是加利福利亚大学贝克力科学实验室的教授Peter Yu说道。“这让太阳光谱中的红外线能够被吸收掉，产生光催化反应。”

通过使用一种名为“牺牲剂”（一种在反应过程中消耗掉的催化剂）的物质，科学家观察到在太阳光转化成氢气的转化整个过程里面，实现效率为24%，但是不久之后，他们将会逐步取消牺牲剂的使用，并且在仅仅只使用钛黑和太阳光的情况下，生成同样百分比量的氢气。

在22天测试过程中，钛黑没有展示任何退化反应，，因此，研究者得出结论，钛黑应用的商业化是可行的。