趙鳳和 于淼 龍?jiān)茲桑?青島市中小企業(yè)公共服務(wù)中心，山東青島66034；.青島大學(xué)納米材料與光電器件協(xié)同創(chuàng)新中心，山東青島6607；3.聚納達(dá)（青島）科技有限公司，山東青島66000）

0 引言

對(duì)于納米材料，國(guó)內(nèi)外已有很長(zhǎng)的研究歷史。例如，1000年以前，中國(guó)人已開(kāi)始利用燃燒的蠟燭形成的煙霧制成炭黑，用作墨的原料或者著色燃料，科學(xué)家們稱之為最早的納米材料。1860 年代，在膠體化學(xué)的研究中，化學(xué)家們已著手對(duì)直徑小于100 納米的粒子體系進(jìn)行研究。1930 年代，日本開(kāi)展了“沉煙試驗(yàn)”，用真空蒸發(fā)法（一種物理氣相沉積法）制備了世界上第一批鉛超微顆粒。1963年，Ryozi Uyedo等科學(xué)家用氣體蒸發(fā)冷凝法制備了金屬納米微粒，并通過(guò)電鏡和電子衍射研究對(duì)單個(gè)金屬微粒的形貌和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。1980年代，德國(guó)薩爾蘭大學(xué)的Gleitor 教授以及美國(guó)Argon 實(shí)驗(yàn)室的Siegol 博士相繼成功地制得了純金屬物質(zhì)Pd、Cu、Fe 和TiO2等的納米晶體。除了各種金屬納米微粒，最近二、三十年，隨著物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、溶膠-凝膠法、水熱法、靜電紡絲法等制備技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家對(duì)碳納米材料（例如碳富勒烯、碳納米管、石墨烯、碳量子點(diǎn)）、金屬氧化物、陶瓷、高分子納米材料、以及納米復(fù)合材料的研究都取得了重大突破。

隨著全球環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯與新能源的巨大需求，為光催化納米材料的研發(fā)及應(yīng)用提供了一個(gè)非常好的機(jī)遇。利用光催化納米材料來(lái)治理目前面臨的環(huán)境問(wèn)題，可使許多在普通條件下難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)能夠在比較溫和的條件下順利進(jìn)行，因而具有廣闊的研發(fā)應(yīng)用前景。常見(jiàn)的光催化材料類型有：納米金屬氧化物、表面耦合型納米半導(dǎo)體光催化劑、摻雜型納米光催化劑、表面負(fù)載貴金屬的納米光催化材料、鈣鈦礦型氧化物結(jié)構(gòu)的光催化劑、染料敏化光催化劑等。其中，TiO2納米材料研究最早最多、應(yīng)用最早、使用廣泛[1]。光催化納米材料可在室溫下直接利用太陽(yáng)光將各類有機(jī)污染物完全礦化，無(wú)二次污染，具有低能耗、處理效率高等特點(diǎn)，特別是近十幾年來(lái)采用離子摻雜、載體優(yōu)化等先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)TiO2[1]、ZnO[2]、Cu2O[3]、WO3[4]以及g-C3N4[5]等眾多金屬氧化物和非金屬化合物光催化納米材料的深入研發(fā)和廣泛應(yīng)用，給環(huán)境治理技術(shù)和新能源替代等方面帶來(lái)巨大變革和美好前景。本文以TiO2、Cu2O 和g-C3N4三種材料作為代表簡(jiǎn)單介紹納米光催化材料的研發(fā)和應(yīng)用情況。

1 納米TiO2的研發(fā)應(yīng)用

1970 年代，全球爆發(fā)了一次石油危機(jī)。1972 年，日本科學(xué)家在英國(guó)Nature 雜志上首先報(bào)道了用TiO2作為光催化劑分解水制備氫氣，該發(fā)現(xiàn)對(duì)于利用太陽(yáng)能制備氫氣作為清潔能源有重大意義，所以論文一發(fā)表就立即得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。接著，1977 年，科學(xué)家Bard 嘗試用TiO2光催化劑把CN-氧化為OCN-，開(kāi)創(chuàng)了用光催化劑降解污水中有機(jī)物的先河。這對(duì)于解決目前全球工業(yè)化發(fā)展中出現(xiàn)的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題有積極意義。

1.1 納米TiO2的技術(shù)特點(diǎn)

半導(dǎo)體光催化的原理如下：用光照射半導(dǎo)體，當(dāng)照射光光子的能量等于或高于半導(dǎo)體的帶隙能量時(shí)，半導(dǎo)體的價(jià)帶電子就可吸收光子的能量并躍遷到導(dǎo)帶，同時(shí)產(chǎn)生光生電子－空穴對(duì)，快速遷移到半導(dǎo)體表面的空穴和光生電子分別與吸附在半導(dǎo)體表面的氧分子和水分子作用，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的活性氧和羥基，并與其接觸的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有毒有害物質(zhì)降解，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。半導(dǎo)體的禁帶寬度決定了光催化劑的激發(fā)波長(zhǎng)。禁帶越寬，所需要的激發(fā)光光子能量越大，光波波長(zhǎng)越短；反之，禁帶越窄，所需要的激發(fā)光波長(zhǎng)越長(zhǎng)。表1 為一些代表性半導(dǎo)體的禁帶寬度。

表1 代表性半導(dǎo)體的禁帶寬度

微米尺寸的TiO2對(duì)紫外光幾乎不吸收，而納米TiO2粒子對(duì)紫外光有強(qiáng)吸收作用，這與納米材料的表面效應(yīng)有關(guān)。納米TiO2粒子在紫外光照射下，價(jià)帶中的電子被激發(fā)，從價(jià)帶向?qū)кS遷，從而形成電子-空穴對(duì)。納米TiO2粒子禁帶寬度為3.0至3.2 eV，能隙較大，產(chǎn)生的光生電子和空穴的電勢(shì)電位較高，氧化還原性較強(qiáng)。另外，納米TiO2粒子在日光照射下化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生光腐蝕，并且耐酸堿性好，對(duì)生物組織無(wú)毒性。當(dāng)然，納米TiO2粒子也存在光量子效率偏低、易失活、難回收等不足。

納米TiO2的制備方法很多，常用的有物理法和化學(xué)法。一般來(lái)說(shuō)，物理法的制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單很多，例如高能球磨法和物理氣相冷凝法，但是物理法在制備過(guò)程中，存在原料物性相差較大、不易完全混合均勻等問(wèn)題，制備的產(chǎn)品形貌、粒徑、性能等均勻性和一致性欠佳?；瘜W(xué)法主要包括化學(xué)氣相法(例如激光化學(xué)氣相沉積法)、液相法(例如溶膠-凝膠Sol-Gel 法和水解沉淀法)、以及固相法(例如氧化還原法和熱解法)。跟物理法相比，采用化學(xué)法制備的納米TiO2粒子形貌結(jié)構(gòu)和性能更優(yōu)，能夠滿足要求，廣被采納[6,7]。

1.2 納米TiO2的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前納米TiO2光催化技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了研究應(yīng)用，例如環(huán)境治理、衛(wèi)生保健、建筑材料等領(lǐng)域。

（1）凈化空氣領(lǐng)域。納米TiO2在紫外光催化作用下，能夠把家具、室內(nèi)裝飾材料等釋放出的有毒有害有機(jī)物徹底降解為二氧化碳、水和其他小分子，顯著降低甚至消除有毒有害物質(zhì)在空氣環(huán)境中的濃度，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染[7]。據(jù)報(bào)道，日本宇部工業(yè)公司開(kāi)發(fā)了一種表面性能超強(qiáng)的TiO2納米纖維，該納米纖維能在光催化作用下降解很多種有害污染物，例如甲醛、破壞臭氧層的物質(zhì)氯氟烴CFC等。此外，納米TiO2光催化劑還能把大氣中的硫化物、氮化物等污染氣體氧化成酸，然后通過(guò)降雨的方式從大氣中去除。

（2）凈化水體和土壤領(lǐng)域。對(duì)于水體和土壤中的有機(jī)酸類、雜環(huán)烴類、酚類、芳香族類等有機(jī)污染物，納米TiO2光催化劑也能夠有效脫色、去毒、降解成小分子物質(zhì)[8-10]。還能夠?qū)⒏邇r(jià)態(tài)的有毒重金屬離子通過(guò)氧化還原機(jī)理降低為低價(jià)態(tài)，從而顯著降低或消除有毒重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染和危害?？茖W(xué)家目前已發(fā)現(xiàn)通過(guò)納米TiO2光催化劑，可以在紫外線照射下迅速降解3000 多種難降解的有機(jī)物。除了對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行光催化降解，納米TiO2光催化劑還可以降解無(wú)機(jī)化合物。這些優(yōu)異的性能，使得納米TiO2光催化劑在多種工農(nóng)業(yè)廢水（例如印染廢水、造紙廢水、制藥廢水、農(nóng)藥廢水）的處理上都取得了較好的催化降解效果[11,12]。

(3)抗菌保潔領(lǐng)域。納米TiO2在光照下產(chǎn)生的空穴和形成于表面的活性氧，可與細(xì)菌細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)的組成成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使細(xì)菌頭單元失活而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，從而起到抗菌殺菌作用?？茖W(xué)研究表明：納米TiO2不僅能將酵母菌、乳酸桿菌、大腸桿菌和葡萄球菌等病原微生物殺死，而且離子摻雜后的納米TiO2甚至在可見(jiàn)光下還能殺死環(huán)境中霉菌、病毒、甚至抗化學(xué)殺菌劑的隱孢子蟲(chóng)和梨形鞭毛蟲(chóng)[13]。日本在納米TiO2光催化抗菌材料的研發(fā)應(yīng)用起步較早，例如日本東陶等公司開(kāi)發(fā)的光催化納米TiO2抗菌瓷磚和衛(wèi)生潔具等早已大量投放市場(chǎng)。

(4)新能源領(lǐng)域。將納米TiO2用于能源催化材料是世界各國(guó)科學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一，例如通過(guò)光催化制備氫氣，或許是人類解決能源危機(jī)的一個(gè)好辦法。但是，目前存在的問(wèn)題是制氫速率仍不高，約為100 μmol·g－1·h－1，各國(guó)科學(xué)家們一直在努力提高納米TiO2光催化分解水這一反應(yīng)的光量子效率。最近，西班牙Marta Iglesias 教授課題組制備了多孔聚合物/TiO2異質(zhì)結(jié)用于光催化制氫，具有比單獨(dú)的納米TiO2更強(qiáng)的光催化活性，更高的析氫速率，以及顯著的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，制氫速率值顯著提高到21000 μmol.g-1.h-1以上[14]。這標(biāo)志著納米TiO2光催化制氫獲得重大突破。

2 納米Cu2O的研發(fā)應(yīng)用

氧化亞銅Cu2O 是一種對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng)的P 型半導(dǎo)體。Cu2O具有獨(dú)特的光、電、磁性質(zhì)，而且成本低、穩(wěn)定性好、無(wú)毒、光利用率高、光電轉(zhuǎn)化率理論值可達(dá)18%。Cu2O 的禁帶寬度為（2.0～2.2）eV，吸收波長(zhǎng)（400～760）nm，對(duì)太陽(yáng)光具有較高的利用率，在光催化降解上應(yīng)用廣泛[15]。在光催化處理有機(jī)廢水、清潔抑菌、太陽(yáng)能電池等方面有較大應(yīng)用潛力[16,17]。

2.1 Cu2O的研發(fā)進(jìn)展

Cu2O 的合成方法很多，主要有：電化學(xué)法、溶液法、光化學(xué)合成法、機(jī)械化學(xué)法等。電化學(xué)法在歐美應(yīng)用最廣并已成功商業(yè)化的方法，具有操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品純度高和易于控制等特點(diǎn)[18]。電化學(xué)法又分為電沉積法和陽(yáng)極氧化法。例如，Huang 等用陰離子表面活性劑二辛基丁二酸磺酸鈉作為模板形成溶致反六角液晶相[19]，通過(guò)電化學(xué)法制備了Cu2O 納米線。溶液法方面，Alivisatos 課題組首先以銅和銅鐵試劑反應(yīng)制備有機(jī)沉淀作為前驅(qū)體，然后在十六胺中進(jìn)行分解，最后制得直徑約為6.6納米的Cu2O納米晶[20]。Hyeon等報(bào)道了另外一種思路，首先利用乙酰丙酮銅在油胺中熱解制備單分散的Cu 納米晶，然后Cu 納米晶被氧化成Cu2O，最后得到表面含有一層Cu2O的Cu納米顆粒。此外，采用油/水微乳液法，在非離子表面活性劑存在的情況下，控制還原Cu2+，也可制備納米Cu2O[21]。Luo 等人采用相似的思路，使用非離子表面活性劑Triton X-100，用葡萄糖還原CuCl2，制得了Cu2O 納米管[22]。余穎等利用表面活性劑十六烷基三甲基溴化胺作為軟模板，用化學(xué)沉淀法制備了形貌尺寸比較均一的Cu2O納米晶須[23]。

2.2 Cu2O的應(yīng)用

1998 年，納米Cu2O 首次被報(bào)道用于光催化劑在太陽(yáng)光下將水分解成，制得氫氣和氧氣，表明納米Cu2O是一種很有潛力的可見(jiàn)光催化劑。接著Cu2O納米材料的光催化性能研究成為熱點(diǎn)，Liu 等人研究了納米Cu2O 用于印染廢水及硝基苯酚的光催化，發(fā)現(xiàn)有很好的降解作用[24]。Xu等人發(fā)現(xiàn)，納米Cu2O 在光催化降解有機(jī)污染物方面將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景[25]。王立敏等人研究了Cu2O／多壁碳納米管復(fù)合物對(duì)亞甲基藍(lán)染料的降解，在最佳條件下降解2 小時(shí)后，降解率達(dá)到了96.7%，且好于單一的Cu2O 催化劑的降解效果[26]。Yang 等人用電化學(xué)法制備Cu2O 納米晶體[27]，并在紫外光和太陽(yáng)光照射下分別對(duì)甲基橙進(jìn)行光催化降解，結(jié)果表明：當(dāng)催化劑用量為2g/L 時(shí)，紫外光下甲基橙在2 小時(shí)內(nèi)的降解率可達(dá)97%，而太陽(yáng)光照射3 小時(shí)也可以使降解率達(dá)到同一水平。蔣燕等人使用氧化亞銅/還原石墨烯(Cu2O/rGO)納米復(fù)合光催化劑[28]，發(fā)現(xiàn)對(duì)甲基橙的光催化降解速率較快，光照40分鐘后甲基橙的降解趨于平衡，研究表明：pH=5 氧化石墨烯含量為4%的Cu2O/rGO 復(fù)合光催化劑對(duì)甲基橙的降解率能夠達(dá)到97.13%。簡(jiǎn)藍(lán)等人制備的Cu2O/Ag(x)復(fù)合催化劑對(duì)光的吸收可以擴(kuò)展到了整個(gè)可見(jiàn)和近紅外區(qū)[29]，表明Cu2O／Ag(x)復(fù)合催化劑對(duì)太陽(yáng)光具有非常高的吸收能力。例如，Cu2O／Ag(0.05)光催化劑在120 分鐘內(nèi)黑暗條件下甲基橙(30mg／L)降解率達(dá)到89.2%．Huang 等制備了氧化亞銅@二維氮化硼（Cu2O@h-BN）復(fù)合催化劑[30]，該催化劑表現(xiàn)出很高的活性，能用于對(duì)硝基苯酚轉(zhuǎn)換成氨基苯酚的反應(yīng)，復(fù)合物中的二維氮化硼本身不能完成此轉(zhuǎn)換反應(yīng)，它的作用是吸附對(duì)硝基苯酚離子，有利于轉(zhuǎn)換反應(yīng)的進(jìn)行。廖偉等人[31]研究了氧化亞銅／類石墨相氮化碳（Cu2O/g-C3N4）復(fù)合催化劑降解甲基橙的性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Cu2O/g-C3N4催化劑能有效利用太陽(yáng)光，電子-空穴得到有效分離；當(dāng)Cu2O與g-C3N4的摩爾比為5∶1時(shí)，Cu2O/g-C3N4催化劑的活性最佳，在可見(jiàn)光下反應(yīng)30 分鐘，甲基橙降解率達(dá)84.1%，并具有較好的活性穩(wěn)定性。

當(dāng)然，在光催化降解廢水過(guò)程中，納米Cu2O 顆粒（也包括TiO2等其它納米光催化劑）會(huì)殘留在水體環(huán)境中造成二次污染；此外，摻雜改性Cu2O引入的陰陽(yáng)離子，也有可能影響水中生態(tài)系統(tǒng)。為避免二次污染發(fā)生、影響水生生物，一方面應(yīng)使Cu2O等納米光催化劑負(fù)載化以利于回收（例如負(fù)載到電紡納米纖維膜上），另一方面，還要加強(qiáng)制備技術(shù)的研究，增強(qiáng)光催化劑在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性[32]。

3 g-C3N4納米材料的研發(fā)應(yīng)用

3.1 g-C3N4的技術(shù)性能特點(diǎn)

有機(jī)半導(dǎo)體類石墨相氮化碳（g-C3N4）作為一種新型的、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的非金屬光催化劑，具有原材料成本低和電子能帶結(jié)構(gòu)獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)。g-C3N4其禁帶寬度為2.7eV，可以吸收波長(zhǎng)小于475納米的藍(lán)紫光，具有良好的可見(jiàn)光響應(yīng)，以g-C3N4為催化劑的光催化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用成為了新熱點(diǎn)，在解決環(huán)境污染和能源短缺等方面產(chǎn)生了廣泛的應(yīng)用前景。類石墨相氮化碳g-C3N4的碳原子和氮原子都是sp2 雜化，形成了類似石墨烯的π共軛結(jié)構(gòu)，再堆疊成三維晶體結(jié)構(gòu)[33]。g-C3N4的制備技術(shù)主要有[34]：熱聚合法、水熱合成法、熱溶劑法。Dong 等分別以雙氰胺、尿素、三氯氰胺為前驅(qū)體[35]，在不同焙燒溫度下制備了不同形貌的納米g-C3N4。該納米g-C3N4光催化劑由于內(nèi)部晶格距離減小，提高了光催化性能。Lin等[36]通過(guò)水熱法制備了納米層狀g-C3N4，然后用乙醇和氫氟酸與之均勻混合，真空干燥后即可得到淡黃色的納米g-C3N4。

3.2 g-C3N4的研發(fā)應(yīng)用

為了提高g-C3N4的實(shí)際應(yīng)用，科學(xué)家通過(guò)表面改性、離子摻雜以及與其它材料進(jìn)行復(fù)合，提高了g-C3N4的光催化活性、對(duì)可見(jiàn)光的利用率等性能。例如，龐丹丹等人[37]報(bào)道了數(shù)種針對(duì)g-C3N4的改性和優(yōu)化方法，包括通過(guò)非金屬、金屬摻雜和共摻雜改性g-C3N4光催化劑，從而增大比表面積、提高電子-空穴分離效率、擴(kuò)展光響應(yīng)范圍等，以提高光催化性能。葉紅勇等人[38]制備的g-C3N4／BiFeO3復(fù)合催化劑，吸收帶邊發(fā)生了紅移，可見(jiàn)光吸收能力得到提升；在g-C3N4的摻入量為15%時(shí)，g-C3N4／BiFeO3對(duì)羅丹明B 的可見(jiàn)光催化降解率為95.62%。常玥等人[39]制備的g-C3N4/TiO2@Ag 復(fù)合材料，在可見(jiàn)光照射下測(cè)試了其對(duì)甲基藍(lán)溶液的光催化活性.。結(jié)果表明，該復(fù)合材料分離光生電子與空穴效率高，對(duì)甲基藍(lán)的光降解率可達(dá)97.4%。

Feng等人[40]報(bào)道了在氮?dú)夥諊?，直接熱聚合三聚氰胺和三聚硫氰酸超分子共晶體，制備硫元素?fù)诫s的納米多孔g-C3N4，該方法增加了g-C3N4的導(dǎo)帶態(tài)密度和載流子移動(dòng)性，與直接利用三聚氰胺作為前驅(qū)體制得的g-C3N4樣品相比，可見(jiàn)光制氫活性高出了9.3 倍。Zhang 等[41]以葡萄糖、雙氰胺、氯化鐵為原料，通過(guò)熱聚合法獲得碳和鐵元素共摻雜的g-C3N4樣品，通過(guò)使其帶隙變窄，從而擴(kuò)展了光吸收范圍，增加了氧化能力，該樣品在可見(jiàn)光照射下，對(duì)羅丹明B的降解效率大大提高，增加了14倍。Ma等人[42]采用水熱合成方法制備了具有大比表面積的磷元素和氧元素共摻雜的g-C3N4，引入磷和氧元素限制了g-C3N4晶粒的生長(zhǎng)，將帶隙從2.7 eV降低到2.5 eV，從而增加了光生電子空穴的分離效率，該樣品在可見(jiàn)光下光催化降解羅丹明B 的活性令人吃驚的提高了27倍。Zhang等人用超聲化學(xué)法制備了氧化石墨烯GO 改性的g-C3N4納米材料，與塊狀g-C3N4相比，g-C3N4納米材料在可見(jiàn)光下降解羅丹明B 和2,4-二氯代酚的降解速率分別增加了3.8 倍和2.08 倍。Tonda 等人發(fā)現(xiàn)摻雜2 mol%鐵離子的g-C3N4，與普通未改性的、以及片狀g-C3N4相比，其光催化性能分別提高了7倍和4.5倍[5]。此外，通過(guò)苯脲和尿素共聚合制備的g-C3N4，由于將苯基引入了氮化碳的結(jié)構(gòu)中，擴(kuò)展了g-C3N4的離域π 共軛體系，更有利于載流子的遷移和分離，從而將光催化制氫活性提高了9倍[43]。

同時(shí)，g-C3N4作為可見(jiàn)光光催化劑也存在一些問(wèn)題，例如可見(jiàn)光吸收范圍較小、比表面積較小、電子空穴復(fù)合率較高，導(dǎo)致其可見(jiàn)光光催化活性較低。因此，根據(jù)g-C3N4的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)，后續(xù)研究應(yīng)進(jìn)一步改性優(yōu)化，一方面不斷提高其光催化性能，另一方面不斷降低規(guī)?；苽涑杀?，為大規(guī)模應(yīng)用奠定產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

納米材料作為一種低成本、高性能的光催化劑，在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、高科技領(lǐng)域應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)、新能源替代獲得了很大成績(jī)，也堅(jiān)定了我們未來(lái)繼續(xù)向更深層次和更高效率研究下去，進(jìn)一步攻克納米光催化材料催化活性較低、光響應(yīng)波長(zhǎng)較窄、重復(fù)利用率較低等缺點(diǎn)。因此，需要大力研究并應(yīng)用好光催化納米材料和技術(shù)實(shí)踐，讓納米材料與技術(shù)繼續(xù)改善環(huán)境，改善生活，造福人類。一是離子摻雜、貴金屬沉積、半導(dǎo)體間復(fù)合等（例如Cu2O 與石墨烯之間[28]、Cu2O 與g-C3N4之間[31]、TiO2與g-C3N4之間[39,44]、TiO2與MoS2之間[45]、g-C3N4與BiFeO3之間[38]進(jìn)行納米復(fù)合），提高催化活性，擴(kuò)展可見(jiàn)光響應(yīng)范圍，提高激發(fā)光的利用效率；二是表面修飾、負(fù)載優(yōu)化等（例如在電紡PVDF 柔性納米纖維表面負(fù)載納米TiO2、g-C3N4、MoS2等[45-48]），增加光催化劑比表面積和表面活性位點(diǎn)，提高催化劑的催化活性、可回收重復(fù)使用性、使用壽命等；三是重復(fù)利用納米效應(yīng)，粒徑越小，粒子尺寸分布趨窄，比表面積增大，光催化活性提高;四是研究新型納米光催化材料[49]，例如鈣鈦礦型氧化物結(jié)構(gòu)[50]、石墨烯量子點(diǎn)、石墨炔等二維層狀納米材料[51-53]，擴(kuò)大光催化劑研發(fā)及應(yīng)用范圍，并可通過(guò)成熟的改性技術(shù)提高光催化活性。另外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)納米材料可能存在的負(fù)面影響的認(rèn)識(shí)和研究，特別是要高度重視并加快研究納米材料可能產(chǎn)生的毒副作用以及向各個(gè)領(lǐng)域滲透可能產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[54]，讓光催化納米材料向環(huán)境友好型、綠色化技術(shù)方向健康發(fā)展。