朱喬虹，邢明陽，張金龍

（華東理工大學化學與分子工程學院，上海多介質(zhì)環(huán)境催化與資源化工程技術(shù)研究中心，上海 200237）

由于石油、煤炭等化石燃料的不斷消耗，全球環(huán)境污染和化石資源枯竭問題日益嚴峻，這不利于人類經(jīng)濟社會長期發(fā)展。為了改善這些問題，可再生能源問題引起了眾多學者廣泛的興趣。其中，取之不盡的太陽能和清潔綠色的氫氣能源更是引人關(guān)注。太陽能輻射地球表面能量遠超當前全球人類能源消耗，所以充分有效地利用太陽能、提高太陽能轉(zhuǎn)換效率對于資源、環(huán)境、經(jīng)濟的影響都很大。Fujishima 和Honda[1]在1972 年率先報道利用半導體光催化材料實現(xiàn)光電水解制氫，實現(xiàn)對太陽能有效利用和氫能制備。從此，利用太陽能實現(xiàn)高效光催化分解水制氫的研究成為廣大研究者們致力清潔能源開發(fā)的熱點方向[2-4]。若能實現(xiàn)光解水制氫技術(shù)應用到工業(yè)生產(chǎn)，不僅能達到充分利用太陽能的目的，還能解決世界范圍的能源短缺和環(huán)境污染危機。然而在光催化分解水析氫中，由水分解為氫氣是一個不容易進行的化學反應，因此對于高效光催化劑的探索和研究一直以來是光催化制氫領(lǐng)域的最主要研究熱點。

傳統(tǒng)光催化存在三個歷程，即光的吸收、載流子遷移和電子空穴分離、表面反應。在第一步中，具有合適帶隙結(jié)構(gòu)的半導體光催化材料，受能量高于禁帶寬度Eg的能量輻射激發(fā)，電子空穴對分離，其中，光的吸收對加速這一步驟極其重要[5-8]；第二步則是許多半導體光催化材料應用受限的一步，因為在這一步驟中，光生電子和空穴若不能實現(xiàn)快速分離而發(fā)生載流子復合，則會嚴重影響光催化劑的光催化性能，而載流子復合的現(xiàn)象導致太陽能的利用率降低，所以多種改性策略為抑制這一步驟的光生載流子復合應運而生[9-21]；第三個步驟則為光催化表面反應，利用具有合適氧化還原電位的優(yōu)勢，通過克服反應動力學障礙，促進光催化活性提升[22-25]。

近年來，許多具有合適帶隙結(jié)構(gòu)和氧化還原電勢的半導體光催化材料應勢而生，包括硫化物、氧化物、氮化物等[26-35]，基于多種類型半導體光催化材料的光催化活性研究也越來越廣泛。其中，硫化物具有一定的可見光吸收和優(yōu)異的光催化性能，被認為是很有前途的光催化分解水材料[8,36-40]。然而，傳統(tǒng)硫化物光催化劑，由于其比表面積小、催化活性位點少、載流子復合嚴重、太陽光吸收不足等原因，致使其在實際光催化制氫應用時主要的第一個步驟和第二個步驟都受到抑制，無法實現(xiàn)較優(yōu)異的光催化析氫活性。因此，一系列致力于提升太陽能吸光、增大比表面積和增加活性位點的改性策略被深入研究探索，包括元素摻雜、缺陷引入、表面修飾改性、形貌結(jié)構(gòu)等[8,28,41-43]。在這些方法中，通過對硫化物進行形貌調(diào)控，可以提升太陽光吸收、增強電子空穴分離以及加快表面反應。

至今，許多圍繞硫化物形貌調(diào)控的研究都已經(jīng)成功開展[16,27,44-47]，以提高硫化物在光催化分解水中的光催化活性和穩(wěn)定性，一系列空心結(jié)構(gòu)，包括空心納米球[48-49]、空心立方[7,37]和空心多面體[50-51]等，已經(jīng)被開發(fā)成為通用優(yōu)異的光催化分解水材料。本篇綜述圍繞近期硫化物中空結(jié)構(gòu)的多種形貌調(diào)控和基于中空結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的優(yōu)勢進行歸納總結(jié)。具有中空結(jié)構(gòu)的硫化物因其具有較高的比表面積、較多的內(nèi)部空隙和表面活性位點，可以加速電子和空穴傳輸和分離；同時中空結(jié)構(gòu)的封閉內(nèi)部可以實現(xiàn)照射太陽光的多次反射折射，從而提升對太陽能的吸收。

經(jīng)過一定形貌調(diào)控的空心結(jié)構(gòu)，相比于塊狀和實心材料具有更多可被設(shè)計利用的表面?；诳招慕Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一系列內(nèi)外負載過程也能更加順利進行。中空結(jié)構(gòu)極易暴露的活性位點為光催化反應中水分子的吸附和光催化活性的提升都提供了極大優(yōu)勢。文中除了對中空結(jié)構(gòu)的制備進行介紹外，也會對基于中空結(jié)構(gòu)更進一步制備的優(yōu)異光催化材料進行簡要介紹。本文通過對硫化物形貌調(diào)控和結(jié)構(gòu)利用的歸納研究，為未來設(shè)計具有優(yōu)異性能的空心光催化材料提供借鑒意義。

1 硫化物中空結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

大多數(shù)傳統(tǒng)硫化物都是具有較好電導率、較強吸光性能、較豐富地球儲量的良好光催化材料[52-55]，然而考慮到合適帶隙，真正在光催化制氫中被廣泛應用和研究的主要是能作為主體半導體的硫化鎘、硫化鋅以及具有多種金屬離子的復合金屬硫化物。硫化鈷、硫化銅、硫化銀等一系列硫化物因其不夠優(yōu)異的帶隙結(jié)構(gòu)，而不能被作為主體半導體用于光催化分解水中，但是這些金屬硫化物依然會被考慮到進行形貌改性與其他半導體復合應用于光催化分解水中。具有中空結(jié)構(gòu)的硫化物就是基于這些金屬硫化物的基礎(chǔ)，對其形貌進行一定改進，從而以具有更優(yōu)異吸光性能的中空結(jié)構(gòu)參與到光催化反應中，其參與光催化制氫反應示意圖如圖1所示。

圖1 具有空心結(jié)構(gòu)硫化物光照分解水制氫示意圖

1.1 中空結(jié)構(gòu)可以增大比表面積和豐富活性位點

具有中空結(jié)構(gòu)的金屬硫化物通?；诔Ｒ娀A(chǔ)的金屬硫化物改性而來。相比于基礎(chǔ)金屬硫化物納米顆粒，經(jīng)過形貌調(diào)控后的結(jié)構(gòu)具有增大的比表面積和增多的疏松孔道。例如Xing等[48]采用二氧化硅為犧牲模板，通過硫化鎘包覆和二氧化硅小球刻蝕兩個步驟制備的硫化鎘空心納米小球，在保持一定孔道和實現(xiàn)粗糙表面的同時，具有獨特中空結(jié)構(gòu)。反應后粗糙的表面和空心球狀結(jié)構(gòu)都促進了比表面積的增加和催化劑表面活性位點的增加，從而提升光催化析氫反應速率，同時此結(jié)構(gòu)的設(shè)計更有利于助催化劑的進一步沉積和催化劑活性的進一步提升。

1.2 中空結(jié)構(gòu)可以增強太陽光吸收

中空結(jié)構(gòu)材料有助于在不影響帶隙結(jié)構(gòu)的前提下，提升光吸收性能，主要歸功于增大的比表面積和空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部對光的多次反射折射（圖1）。通過單層空心結(jié)構(gòu)和多層空心結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在光照射進入后能通過光在空殼內(nèi)部的折射和反射增強對太陽能的利用，從而提升量子效率[37,50]。此外，增大的比表面積也能增強對太陽能的吸收和利用，進一步提升材料的表觀量子效率。

1.3 中空結(jié)構(gòu)可以加速載流子分離和保持較高穩(wěn)定性

中空結(jié)構(gòu)具有減小的體-表面擴散長度，這一點有利于加速電子-空穴的分離，從而有效抑制光生載流子復合，同時促進表面光催化反應[50,56]。此外，由于金屬硫化物中的硫負離子在光催化分解水反應時通常容易被氧化導致光腐蝕現(xiàn)象，從而導致金屬硫化物光催化活性不穩(wěn)定，且如此反應后的光催化材料難以回收循環(huán)利用。在光催化析氫反應中，通常加入硫化鈉和亞硫酸鈉作為犧牲劑捕獲空穴，這樣可以抑制硫化物在光催化分解水時嚴重的光腐蝕現(xiàn)象，而具有中空結(jié)構(gòu)硫化物的形成可以有效改善這一穩(wěn)定性不足難以回收的缺點[6,57]。由于中空結(jié)構(gòu)的存在能縮短電子和空穴傳輸距離、加快電子和空穴在催化劑表面上的反應，同時中空結(jié)構(gòu)通常具有穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，可以有效提升硫化物的光催化穩(wěn)定性。

2 具有空心結(jié)構(gòu)的硫化物在光催化分解水制氫中的性能

近年來，基于中空結(jié)構(gòu)硫化物的制備和研究越來越深入，為使得硫化物能在形貌優(yōu)化的同時保持其半導體性質(zhì)，并提升其光催化活性，研究者們通過多種空心納米結(jié)構(gòu)的制備以及基于空心結(jié)構(gòu)的復合材料制備，實現(xiàn)硫化物在光催化分解水領(lǐng)域的更多嘗試。

2.1 空心球結(jié)構(gòu)

空心納米球結(jié)構(gòu)由于制備簡單、形貌穩(wěn)定、容易制備多層結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢，被廣泛研究并用于光催化分解水制氫中，同時以空心納米球為基礎(chǔ)的復合催化劑制備也被廣泛研究。

Xing等[48]以SiO2小球為模板，合成具有空心結(jié)構(gòu)的硫化鎘納米球。在負載催化劑后對SiO2進行堿液刻蝕處理，樣品并未出現(xiàn)明顯的團聚現(xiàn)象，保持著優(yōu)異的分散性[圖2(a)]。通過此法制備的空心納米球結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和分散性，因此在進一步負載助催化劑CoP 后，樣品空心結(jié)構(gòu)并未破壞，并且具有良好的分散性[圖2(b)～(d)]。通過4次循環(huán)測試測定樣品光解水制氫的循環(huán)穩(wěn)定性，未見MnOx@CdS/CoP樣品產(chǎn)氫速率出現(xiàn)明顯衰退。對4輪循環(huán)測試的催化劑進行回收，MnOx@CdS/CoP 還是保持良好空心結(jié)構(gòu)，尺寸也未見變化。具有空心納米球結(jié)構(gòu)的光催化劑展現(xiàn)出相比于直接在CdS上負載助催化劑具有更高和更穩(wěn)定的光催化制氫活性[圖2(e)]。一方面是由于空心結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)更有效的太陽能吸收利用，另一方面借助于納米球豐富的球體表面，在它內(nèi)外表面穩(wěn)定生長的雙助催化劑可以分別實現(xiàn)電子和空穴的捕獲，從而抑制電子空穴復合，同時保持催化劑優(yōu)異的穩(wěn)定性。這個策略也被廣泛應用于其他助催化劑的研究中以提升光催化穩(wěn)定性和活性[58-59]。Zhao 等[59]利用空心硫化鎘材料為主體半導體，負載MnOx和CuS 以實現(xiàn)高效載流子傳輸分離和催化劑活性的提升。這些研究都很好地證明空心納米球已經(jīng)在光催化分解水領(lǐng)域受到普遍利用和深入研究。

圖2 MnOx@CdS和MnOx@CdS/CoP的形貌及光催化機理[48]

Bie 等[60]以具有優(yōu)異性能的CdS 納米小球為基礎(chǔ)，在具有空心結(jié)構(gòu)的硫化鎘納米小球表面負載氮摻雜石墨烯材料，通過充分利用薄殼結(jié)構(gòu)能夠縮短電子遷移距離的優(yōu)勢，為充分提升光催化活性提供保障?？招募{米球結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)光催化劑和助催化劑之間的無縫連接，為載流子傳輸提供快速傳遞通道，抑制光生電子和空穴復合，從而促進光催化反應。空心納米球作為良好的基底主體，可以為反應提供充足的反應活性位點和豐富的電子空穴傳輸渠道，這是傳統(tǒng)納米顆粒無法實現(xiàn)的。Yang等[61]則以CdS納米球為部分半導體光催化劑，在其球殼表面繼續(xù)包覆BiVO4層，在實現(xiàn)穩(wěn)定球殼結(jié)構(gòu)制備的同時，構(gòu)建具有高效載流子分離能力的Z構(gòu)架，這一復合材料的光催化析氫活性，分別是CdS納米顆粒和CdS/Pt納米顆粒的105倍和1.75倍?；诳招那蚋弑缺砻娣e和長期穩(wěn)定性優(yōu)勢，可以有效實現(xiàn)體系電子空穴分離。其他一些半導體光催化劑也被研究與硫化鎘空心納米球復合用以光催化制氫[62]。You等[49]則充分利用CdS納米球作為載體，將Mn-ZIF-67充分負載在空心納米球表面，制備具有獨特界面結(jié)構(gòu)的高效光催化制氫材料。在復合材料具有合適導帶和價帶的同時，利用空心結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，在界面之間形成有效電荷分離和轉(zhuǎn)移通道，從而提升光催化活性。

作為空心材料中的基礎(chǔ)材料，空心納米球結(jié)構(gòu)具有模板制備簡單、比表面積豐富的優(yōu)點，同時通常所制備的空心納米球材料會被作為基底材料，被用于負載助催化劑或是與其他半導體結(jié)合，其空心材料的優(yōu)勢被充分應用于光催化分解水中。

2.2 空心立方結(jié)構(gòu)

與空心納米球相似，空心立方結(jié)構(gòu)也被廣泛研究并應用在光催化制氫反應中?？招募{米球材料通常都采用不同尺寸的二氧化硅小球作為模板，而空心立方結(jié)構(gòu)所采用的模板與此不同，且多種多樣[7,37,63-64]。此外，除單層空心立方結(jié)構(gòu)研究，多層空心立方結(jié)構(gòu)也被深入挖掘并應用于光催化析氫中[63,65]。

Qiu等[37]利用Cu2O空心立方體為模板，通過軟硬酸堿理論刻蝕Cu2O 形成空心Co(OH)2立方，刻蝕形成的空心立方結(jié)構(gòu)具有良好分散性，并在下一步水熱制備CdS/Co9S8的過程中可以保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（圖3）。以此制備所得空心光催化材料，相比于實心CdS/Co9S8光催化材料即CdS/Co9S8(S)，CdS/Co9S8的光催化制氫活性顯著提升[圖3(a)、(b)]。復合后空心樣品CdS/Co9S8的產(chǎn)氫速率可以達到1061.3μmol/(g·h)，是純的CdS和Co9S8產(chǎn)氫速率的9倍和134倍。而CdS/Co9S8(S)的光解水活性，其速率為597.9μmol/(g·h)，遠沒有空心復合硫化物好。這是因為光在空心CdS/Co9S8內(nèi)部存在多重反射的現(xiàn)象，可以提高光利用率，而實心CdS/Co9S8只能實現(xiàn)光在表面進行一次反射，因而光利用效率較低，這就導致在相同光入射情況下，空心結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)異的光催化制氫性能[圖3(c)]。該研究中空心材料和實心材料的活性對比，證實空心材料確實可以通過增強空心材料內(nèi)部的太陽光的多次反射和折射來提升對太陽能的利用。同時，此空心立方表面的片層結(jié)構(gòu)為硫化鎘量子點的均勻負載提供較大的比表面積和較多的負載位點。

圖3 CdS/Co9S8的形貌及光解水產(chǎn)氫機制[37]

除采用實心立方Cu2O 為刻蝕模板外，實心CdCO3立方也被應用為模板用于光催化制氫材料的制備中。Li 等[7]通過連續(xù)化學沉淀法、硫化反應和馬弗爐煅燒等制備具有空心結(jié)構(gòu)的CdS 空心立方，并以此為主體半導體，在表面利用水熱法生長二維片層Ni-Mo-S 用于光催化制氫?？招募{米結(jié)構(gòu)能增強太陽光的利用率，同時為生長Ni-Mo-S 片層結(jié)構(gòu)提供更多的生長活性位點，而且空心結(jié)構(gòu)的存在能保證催化劑具有較強穩(wěn)定性。因此人們可以發(fā)現(xiàn)，空心立方材料所采用的實心立方模板都有合成簡單、可批量制備的優(yōu)點。

除單層立方結(jié)構(gòu)被研究外，蛋黃殼結(jié)構(gòu)和多層立方空心結(jié)構(gòu)也在不斷被探索用于光催化制氫。Su等[63]采用金屬有機框架（MOF）為模板制備蛋黃殼結(jié)構(gòu)的三維開放式新型光催化材料。通過微波輔助法，根據(jù)陰離子交換和柯肯達爾效應制備具有蛋黃殼型的CdS 空心立方，得益于該立方結(jié)構(gòu)具有三維開放、比表面積高和原始納米顆粒尺寸小的優(yōu)點，蛋黃殼型CdS微立方結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和可見光照射下優(yōu)異的光催化析氫活性，比傳統(tǒng)CdS納米顆粒高出2.43倍，同時這一立方結(jié)構(gòu)具有顯著的光催化穩(wěn)定性，為MOF 材料在制備空心立方結(jié)構(gòu)中的應用提供可能。關(guān)于MOF作為模板前體的制備過程，也在不斷地被發(fā)展和延伸。Wang 等[65]采用金屬有機框架納米立方作為立方模板制備空心多層硫化鈷納米結(jié)構(gòu)，這是以MOF 材料為模板制備多層空殼結(jié)構(gòu)的典型合成策略。通過硫離子交換和煅燒等步驟，制備穩(wěn)定高效的多層納米殼結(jié)構(gòu)。通過精確調(diào)控離子交換過程，可以獲得殼層數(shù)可控的多殼結(jié)構(gòu)，這也為新型空心結(jié)構(gòu)的制備提供新思路。

無論是簡單或復雜的空心結(jié)構(gòu)，都是在充分利用空心結(jié)構(gòu)較大比表面積和更多活性位點的優(yōu)勢，實現(xiàn)反應物的有效吸附。此外，相比于相同體積的空心納米球材料，非球形結(jié)構(gòu)，如空心立方結(jié)構(gòu)的比表面積更大[65]，在實際應用中也具有一定優(yōu)勢。復雜空心結(jié)構(gòu)的制備相比于簡單空心結(jié)構(gòu)會相對更難，但所制備得到的復雜空心結(jié)構(gòu)相應也會具備比表面積更大的優(yōu)勢[57]，在未來光催化領(lǐng)域有一定的發(fā)展前景。

2.3 空心多面體結(jié)構(gòu)

除空心納米球和空心立方結(jié)構(gòu)等在光催化制氫中的應用外，空心多面體結(jié)構(gòu)也用于提升光催化性能?？招亩嗝骟w擁有顯著增加的比表面積、穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電子傳輸通道的優(yōu)勢。因此，基于空心多面體的研究在光催化劑的發(fā)展中也具有重要意義。

Wang 等[50]以菱形十二面體ZIF-67 為模板，通過硫化制備空心Co9S8納米結(jié)構(gòu)，并以此為基底生長ZnIn2S4納米片，制備高效的光催化制氫材料Co9S8@ZnIn2S4（圖4）。以MOF材料為模板，通過硫化刻蝕制備穩(wěn)定空心基礎(chǔ)材料，并通過溶劑熱法制備復合光催化材料，合成的空心結(jié)構(gòu)形貌圖如圖4(a)～(e)所示，同時圖4(f)中清晰展現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)表面成功生長的ZnIn2S4納米片晶格條紋。制備所得的優(yōu)異光催化劑具有優(yōu)越的活性和較高的可見光穩(wěn)定性，能實現(xiàn)光催化制氫效率達到6250μmol/(h·g)，主要歸因于空心納米結(jié)構(gòu)具有較大比表面積，制備所得的復合樣品具有豐富反應活性位點，實現(xiàn)加快光誘導電子和空穴的傳遞和分離。同時，這一合成方法還可以被進一步調(diào)整，以制備不同種類的復合光催化材料。同為復合材料的制備，Wang 等[56]則采用In-MIL-68實心納米管為前體制備新型高效光催化材料。首先通過將具有均勻形貌的In-MIL-68合成前體進行煅燒處理，得到具有中空結(jié)構(gòu)的In2O3六方納米管材料。在研究中采用空心六方納米管材料取代傳統(tǒng)納米顆粒，由于空腔結(jié)構(gòu)能提供較大比表面積進行內(nèi)外負載ZnIn2S4，形成良好的接觸，實現(xiàn)更優(yōu)異的光催化性能。

圖4 Co9S8@ZnIn2S4空心結(jié)構(gòu)及ZnIn2S4納米片的形貌及光解水產(chǎn)氫機制[50]

Chen等[51]則以ZIF-8為模板，利用簡單硫化法和陽離子交換法構(gòu)建新型中空ZnCdS菱形十二面體光催化材料，空心籠結(jié)構(gòu)和介孔結(jié)構(gòu)使得Zn1-xCdxS固溶體的可見光利用率和載流子分離效率得到明顯提升，同時能提供豐富的暴露活性位點，減少電荷傳輸距離。樣品在可見光照射下能達到5.68mmol/(h·g)的光催化制氫效率，同時該空心籠在若干次循環(huán)后依然表現(xiàn)出良好的長期穩(wěn)定性，為金屬空心納米籠的構(gòu)建提供借鑒意義。同時基于此模板，ZnCdS/ZnO/ZnCdS 三明治殼結(jié)構(gòu)的空心材料也被研究合成[15]，在保持空心結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時，引入Z構(gòu)架的設(shè)計，從而提升光催化制氫活性。Zhu 等[8]則在中空ZnCdS菱形十二面體光催化材料的基礎(chǔ)上，闡述非金屬元素摻雜對于這一材料光催化制氫活性的進一步提升。

空心多面體具有空心結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，且基于MOF材料實現(xiàn)的空心結(jié)構(gòu)的合成也極為簡單，通常通過硫化或者煅燒即可得到，因此空心多面體在光催化制氫領(lǐng)域的應用也較多。和納米空心球結(jié)構(gòu)和空心立方結(jié)構(gòu)相同，空心多面體結(jié)構(gòu)也被廣泛研究并應用于光催化制氫反應中。由于各類MOF 模板基底的合成在逐步成熟發(fā)展中，基于多面體基底結(jié)構(gòu)制備的空心結(jié)構(gòu)也在光催化應用中不斷被探索。

3 結(jié)語與展望

光解水制氫作為能充分利用太陽能高效制備綠色清潔氫氣能源的技術(shù)，卻由于目前一系列光催化反應的太陽能利用率不夠高，導致它在工業(yè)中的實際應用還有一段距離?；诖?，本文總結(jié)了一些具有空心結(jié)構(gòu)的金屬硫化物在光催化制氫反應中的研究和進展，為空心結(jié)構(gòu)在這一領(lǐng)域的研究提供理論支持。具有空心結(jié)構(gòu)的光催化材料對分解水制氫活性的提升具有一定優(yōu)勢，因此為進一步提升硫化物的光催化活性和太陽能利用率，一系列空心結(jié)構(gòu)硫化物被深入探索。由于具有空心結(jié)構(gòu)的硫化物材料，能夠擁有更大的比表面積結(jié)構(gòu)、更充足的反應活性位點、更豐富的電子空穴傳輸通道，能有效促進光生電子和空穴的傳輸和分離，加速表面光催化制氫反應?？招慕Y(jié)構(gòu)所具備的超薄殼層也為快速的電荷傳輸提供優(yōu)勢。同時，空心結(jié)構(gòu)硫化物能夠?qū)μ柲苓M行多次反射和折射，實現(xiàn)對太陽能的充分吸收，提高太陽能利用率，同時還能保持長期的穩(wěn)定性，這對于光催化制氫反應是極其重要的。本文簡要介紹空心結(jié)構(gòu)硫化物在光催化分解水制氫中的研究和進展，為高效半導體光催化劑的設(shè)計和研究提供一定的參考。