李亮榮，楊小喆，鄧志偉，黃玉林，邱健金，張亮東，邵水平

1.南昌大學(xué)撫州醫(yī)學(xué)院，江西撫州 344000；2.臨川旅游商貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校，江西撫州 344000

0 引言

目前油氣等傳統(tǒng)化石能源過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致的環(huán)境污染、全球變暖等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，為此中國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)［1］。氫能作為一種新型清潔能源，是促進(jìn)傳統(tǒng)碳基能源高效綠色轉(zhuǎn)型，提速可再生能源深度發(fā)展的理想互聯(lián)媒介，也是交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等領(lǐng)域大規(guī)模深度脫碳的理想途徑之一，氫能已成為全球能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑。中國(guó)已是全球產(chǎn)氫最多的國(guó)家，同時(shí)也是全世界耗氫最多的國(guó)家，近年來(lái)出臺(tái)的系列相關(guān)文件明確規(guī)定了，氫能是國(guó)家未來(lái)能源體系的重要組成部分，是新型產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展目標(biāo)，需重點(diǎn)發(fā)展“綠氫”工藝，利用無(wú)碳、低碳或循環(huán)碳能源（如風(fēng)電、光伏、水和生物質(zhì)等）提供原料動(dòng)力制氫，以促進(jìn)太陽(yáng)能光催化、風(fēng)光電電解水和生物質(zhì)能制氫等技術(shù)進(jìn)步［2-3］，其中光催化制氫因借助價(jià)廉低毒的光催化材料以及相對(duì)簡(jiǎn)單的制氫系統(tǒng)，是太陽(yáng)能向氫能轉(zhuǎn)化的有效技術(shù)途徑［4-5］。但目前常用的光催化劑存在帶隙較寬、光催化效率低、電子-空穴易復(fù)合等問(wèn)題，因此通過(guò)改性制氫光催化材料，使光生電子和空穴的分離效率提高以促進(jìn)產(chǎn)氫反應(yīng)的研究顯得尤為重要［6］。許多研究通過(guò)金屬或非金屬摻雜、染料敏化、異質(zhì)結(jié)構(gòu)等措施來(lái)改善光催化劑的整體性能，其中非金屬摻雜有助于價(jià)帶的上升運(yùn)動(dòng)，能改善光催化劑的可見(jiàn)光吸收，而金屬摻雜可促使晶格中形成中間能級(jí)，能減少電子重組［7-8］。在金屬摻雜中，稀土金屬對(duì)制氫光催化劑進(jìn)行摻雜的改性效果較好，研究高效利用中國(guó)豐富的稀土資源改性制氫光催化劑，對(duì)能源升級(jí)轉(zhuǎn)型、加快清潔氫源開(kāi)發(fā)利用意義重大。

La（鑭）、Ce（鈰）和Eu（銪）等稀土金屬元素具有獨(dú)特的未完全充滿的4f軌道及空的5d軌道，4f電子能夠在f-f組態(tài)之間或者f-d組態(tài)之間發(fā)生能級(jí)躍遷［9］，用其改性光催化劑后不僅能夠捕獲光生電子，而且還可給光生電子提供轉(zhuǎn)移軌道，從而有利于抑制光催化劑的光生電子-空穴的復(fù)合，提高光的利用率和光催化活性，同時(shí)可在光催化劑禁帶中引入雜質(zhì)能級(jí)、縮小帶隙能，大幅提高了光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的利用率［10］。目前用于改性光催化劑的稀土元素中研究較多的有La、Ce 等，其中：La 可以有效促使光催化劑保持銳鈦礦相、增加晶格氧空位；具有低成本效益的Ce 則可直接用于改性光催化劑制氫，并且Ce 較強(qiáng)的氧輸送能力使光催化劑的氧化態(tài)能快速轉(zhuǎn)換，提高其晶格畸變應(yīng)力，使得改性光催化劑的制氫活性較高，但其帶隙能為3.2 eV，對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)不強(qiáng)；Eu 則具有獨(dú)特的捕獲光生載流子、增加光譜反應(yīng)區(qū)間能力，更能提高對(duì)可見(jiàn)光的利用率。本文以制氫光催劑稀土改性為切入點(diǎn)，較全面和系統(tǒng)地分析了近年來(lái)La、Ce、Eu 等稀土改性光分解水催化劑策略在摻雜離子、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)、負(fù)載助催化劑等路徑方面的研究現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，展望了稀土改性光催化劑的發(fā)展趨勢(shì)及方向，為相關(guān)研究提供一定的借鑒。

1 稀土La 改性制氫光催化劑

1.1 改性TiO2（二氧化鈦）

圖1 為光催化制氫機(jī)理，光激發(fā)會(huì)使光催化劑中的電子吸收了光能從VB（價(jià)帶）躍遷到CB（導(dǎo)帶）產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)，而分離產(chǎn)生的光生載流子遷移至表面反應(yīng)活性位點(diǎn)，電子與水發(fā)生還原生成H2，空穴與水則發(fā)生氧化生成O2。而稀土元素La 具有抑制相變、窄帶隙等特點(diǎn)，能提高光利用率，增加氧空位，與其他元素協(xié)同改性光催化劑的能力較強(qiáng)，可用于半導(dǎo)體光催化劑的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的改性［11］。

圖1 光催化制氫機(jī)理

目前稀土La 對(duì)TiO2和g-C3N4（一種典型的聚合物半導(dǎo)體）等改性研究較多且制氫效果較好。TiO2和g-C3N4這兩種催化劑具有安全無(wú)毒、成本低、化學(xué)穩(wěn)定性好和氧化還原能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)［12］，但太陽(yáng)能利用率不高，且存在帶隙較寬、光生電子-空穴易復(fù)合、光催化效率較低等缺陷［13］。有研究發(fā)現(xiàn)La 摻雜改性可有效改善TiO2的這些缺陷。王添輝等［14］采用溶膠-凝膠浸漬法和光沉積法制備了一系列稀土改性Pt（鉑）/TiO2納米光催化劑：考察了光催化劑在紫外光照射下分解水制氫的活性，稀土以氧化物形式在TiO2表層產(chǎn)生空間電荷層，這有利于光生電子和空穴的分離，進(jìn)而增強(qiáng)光電流；由于TiO2樣品銳鈦礦相的活性比金紅石相強(qiáng)，稀土通過(guò)抑制TiO2從銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變，并使導(dǎo)帶電位負(fù)移，使得導(dǎo)帶上的電子被激發(fā)，電子的還原能力增強(qiáng)，從而提高了光催化劑Pt/TiO2制氫活性；研究發(fā)現(xiàn)各稀土元素抑制TiO2相轉(zhuǎn)變的能力大小依次為L(zhǎng)a，Sm（釤）、Eu、Dy（鏑）、Er（鉺），這與TiO2樣品摻雜稀土之后增強(qiáng)制氫活性的能力相一致，其中制氫效果以摻雜稀土元素La 的效果最好，其最大制氫量比未改性之前提高了約80%。Tahir 等［15］進(jìn)一步分析了以CH4（甲烷）為原料制氫時(shí)不同稀土負(fù)載量、輻照時(shí)間、反應(yīng)溫度和還原劑類型對(duì)La改性TiO2納米催化劑的影響，研究發(fā)現(xiàn)：稀土La的摻入使TiO2粒子表層結(jié)構(gòu)改變，提高晶粒擴(kuò)散勢(shì)壘，抑制TiO2晶粒生長(zhǎng)，有利于增強(qiáng)TiO2光催化劑制氫活性；在La 負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的La/TiO2催化性能最佳，其產(chǎn)氫率、光穩(wěn)定性都得到提高，1.5 h后其催化產(chǎn)氫率高達(dá)175 μmol/gcat。

在稀土La 改性TiO2光催化劑方面，與其他物質(zhì)協(xié)同改性也是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。為了進(jìn)一步提高催化制氫活性，Azam 等［16］采用溶膠-凝膠輔助改性水熱法制備了TiO2/La2O2CO3（碳酸氧鑭）/rGO（還原氧化石墨烯）光催化劑，分析該復(fù)合催化體系在連續(xù)光催化體系中的動(dòng)態(tài)協(xié)同效應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)在TiO2上添加La 和rGO 協(xié)同改性后，能減少帶隙并抑制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，復(fù)合光催化劑的體積和比表面積也均有所增加，復(fù)合材料的晶粒尺寸得到減小，制氫效果明顯得到提升，結(jié)果表明質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例為94.6% TiO2/5% La2O2CO3/0.4% rGO光催化劑的析氫速率達(dá)到462 mmol/h，分別是La/TiO2、rGO/TiO2和純TiO2樣品的1.24 倍、1.51 倍和5.13 倍，其催化產(chǎn)氫率高達(dá)583 μmol/h。

有研究認(rèn)為L(zhǎng)a 可以通過(guò)調(diào)節(jié)氧空位而改善TiO2的光催化制氫性能，晶格中的氧空位具有俘獲光生電子的作用，有利于實(shí)現(xiàn)光生載流子的分離，并有效避免光生載流子的復(fù)合，縮小帶隙增強(qiáng)可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域的光吸收［17-18］。Mandari 等［19］研究了在太陽(yáng)光下La2O3（氧化鑭）修飾的TiO2催化劑上的光催化水制氫演化，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)過(guò)程中La2O3/TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)a2O3-TiO2-La2O2CO3，La 的摻雜有效增多了氧空位，且La 物種在催化劑表面形成電子俘獲中心從而有效抑制了電子-空穴對(duì)復(fù)合，減小了TiO2的晶粒尺寸，增加了可見(jiàn)光的吸收并提高了產(chǎn)氫率，2% La2O3/TiO2催化產(chǎn)氫率高達(dá)8 760 μmol/gcat。綜合上述La 稀土金屬的改性效果，本研究正探索將La 氧化物對(duì)Ni（鎳）催化劑的載體CaO（氧化鈣）進(jìn)行改性，預(yù)期制備出積碳少、制氫穩(wěn)定且產(chǎn)氫量高的乙醇水蒸氣重整制氫催化體系。

1.2 改性g-C3N4

多維結(jié)構(gòu)的g-C3N4（石墨化氮化碳）能構(gòu)成合適的水裂解反應(yīng)的CB 和VB 價(jià)帶，提供了具有彈性C-N、C-O 價(jià)鍵的層狀二維結(jié)構(gòu)，具有良好的光催化活性，但其電子空穴對(duì)極易重組復(fù)合、電荷轉(zhuǎn)移效率低、活性位點(diǎn)不足等都限制了其光催化產(chǎn)氫率［20］。為此，Tasleem 等［21］利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% La-2% Co（鈷）同修飾改性g-C3N4用于紫外光誘導(dǎo)水- 甲醇混合物光催化產(chǎn)氫，研究發(fā)現(xiàn)La 為光催化劑提供了更多反應(yīng)位點(diǎn)，再結(jié)合Co 的電子捕獲能力和La 對(duì)C-H 鍵的斷鍵能力促進(jìn)了光解水產(chǎn)氫，產(chǎn)氫量達(dá)到250 μmol/（g·h），是未改性前的2.5 倍。g-C3N4可以提供層狀二維結(jié)構(gòu)，也有研究用稀土改性三維結(jié)構(gòu)光催化劑MoS2（二硫化鉬），Riaz 等［22］合成了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% La-MoS2納米光催化劑分解水制氫，La 改性后的三維花狀結(jié)構(gòu)的MoS2具有更高的比表面積、更強(qiáng)的光吸收能力，La 抑制了電子-空穴對(duì)復(fù)合，水裂解析氫效率比純MoS2的高5.2倍，但這種MoS2多維結(jié)構(gòu)的光催化劑成本較高，不宜于大規(guī)模商業(yè)化使用。

2 稀土Ce 改性制氫光催化劑

2.1 改性TiO2

相較于La 元素，稀土Ce 具有氧輸送能力更高、成本更低等優(yōu)勢(shì)，利用其氧化態(tài)的快速轉(zhuǎn)換與其本身獨(dú)特的敏化作用改性光催化劑有著較為優(yōu)異的效果。Ce 研究較多的是和其他非金屬元素共同改性TiO2和g-C3N4光催化劑。Vinothkumar 等［23］采用共沉淀法通過(guò)Ce 和非金屬N（氮）共摻雜TiO2光催化劑制得Ce-N/TiO2異質(zhì)結(jié)光催化劑，研究了其在可見(jiàn)光照射下水-甲醇溶液光催化制氫性能，研究發(fā)現(xiàn)：Ce 和N 元素的摻入使TiO2的禁帶變窄，比表面積變高，增強(qiáng)了對(duì)可見(jiàn)光的吸收，能有效地抑制光致電子-空穴對(duì)的輻射復(fù)合率，進(jìn)而提高其光催化制氫活性；非金屬N 對(duì)于穩(wěn)定多孔網(wǎng)絡(luò)具有重要作用，能夠有效減少孔隙的產(chǎn)生，增大TiO2光催化劑的比表面積，對(duì)催化劑的可見(jiàn)光吸收和分離效率、帶隙能的改進(jìn)也起了關(guān)鍵作用，摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%Ce-1%N/TiO2催化劑產(chǎn)氫率可達(dá)206 μmol/h。

相關(guān)研究表明TiO2晶格畸變應(yīng)力越大，光催化活性越好［24］。Ce 除了與非金屬元素聯(lián)合改性有較好的效果，與其他金屬元素?fù)诫s改性也能調(diào)控TiO2晶格畸變應(yīng)力，提高光催化分解水的活性。牛微等［25］通過(guò)溶膠-凝膠法制備了Ce、Sm 聯(lián)合摻雜TiO2光催化體系，研究發(fā)現(xiàn)：通過(guò)適量Ce 摻雜可以減少半導(dǎo)體表面光生電子與空穴的復(fù)合；Ce、Sm 聯(lián)合摻雜則能使TiO2產(chǎn)生更大的晶格畸變應(yīng)力，從而進(jìn)一步提高制氫性能；摻雜Ce、Sm 摩爾分?jǐn)?shù)都為2%時(shí)，該催化體系產(chǎn)生最大制氫速率4.7 μmol/h，比未摻雜的提高了81%。但稀土Ce 過(guò)量會(huì)引起部分摻雜離子演變成為電子和空穴的復(fù)合中心，使得光生電子-空穴對(duì)更易復(fù)合而導(dǎo)致TiO2的光催化活性不升反降，且過(guò)量稀土?xí)练e在TiO2表面，阻礙光催化反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而使得光催化活性進(jìn)一步降低，最佳稀土Ce 的負(fù)載量摩爾分?jǐn)?shù)為3%。上述研究說(shuō)明稀土改性的用量直接關(guān)乎到制氫產(chǎn)率與效果，針對(duì)稀土金屬的摻雜量的探索仍需進(jìn)一步深入研究。

2.2 改性g-C3N4

g-C3N4光催化劑在460 nm 以上時(shí)光生電子空穴對(duì)易快速?gòu)?fù)合，使純g-C3N4光催化效率相對(duì)較低［26］。為此相關(guān)研究也嘗試用Ce 和非金屬N 共同改性g-C3N4光催化劑。Chen 等［27］探索以三聚氰胺和硝酸鈰為前驅(qū)體，通過(guò)一鍋法合成了Ce-N/g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化劑用于光催化水制氫，在該催化體系中由于Ce 的敏化作用形成了N-CeOx光敏化劑，能提高對(duì)光吸收，同時(shí)N-CeOx與g-C3N4之間形成的II型能帶排列能有效地分離電子-空穴對(duì)，析氫速率由純g-C3N4催化的134.5 μmol/（g·h）提高到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.22%Ce-4.22%N/g-C3N4催化的292.5 μmol/（g·h）。針對(duì)可見(jiàn)光敏化劑N-CeOx/半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的深入研究，可更好地了解其異質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)光催化分解水制氫的改性效果和改性機(jī)理，該項(xiàng)研究是未來(lái)光催化制氫的重點(diǎn)方向之一。

3 稀土Eu 改性制氫光催化劑

3.1 改性TiO2

甲酸是常見(jiàn)化工原料和有機(jī)物，也是在細(xì)菌發(fā)酵過(guò)程中比較常見(jiàn)的一種代謝產(chǎn)物，大量存在于工業(yè)廢水和生活污水中。許多研究通過(guò)Eu 改性TiO2光催化劑催化甲酸制氫，可將這些廢水廢料充分利用［28-30］。鄭先君等［31］采用溶膠-凝膠法制備了純銳鈦礦相的納米TiO2光催化劑，并用稀土Eu 改性研究其在光催化甲酸制氫的催化活性。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：Eu 的摻雜可以抑制TiO2由銳鈦礦相向金紅石相的結(jié)構(gòu)相變，同時(shí)能有效抑制TiO2晶粒長(zhǎng)大，使銳鈦礦的穩(wěn)定性得到提高；但Eu/Ti02催化劑用量過(guò)多還是會(huì)增強(qiáng)Eu/TiO2顆粒對(duì)光的散射能力，進(jìn)而導(dǎo)致總光能利用效率和總產(chǎn)氫量的下降。分析認(rèn)為甲酸初始濃度為0.08 mol/L 時(shí)，最佳的稀土Eu 負(fù)載量摩爾分?jǐn)?shù)為5l%的Eu/TiO2催化劑催化每摩爾甲酸的氫氣轉(zhuǎn)化產(chǎn)量約為5 930 mL，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)Eu 含量過(guò)低時(shí)，半導(dǎo)體中沒(méi)有足夠捕獲光生載流子的陷阱，光生電子和空穴不能達(dá)到有效的分離；而Eu 含量過(guò)高時(shí)，過(guò)多帶有電子的金屬微粒在TiO2表面堆集，會(huì)導(dǎo)致表面光生載流子復(fù)合中心增多，光催化活性反而會(huì)下降。

3.2 改性ZnO（氧化鋅）

Eu 除了改性TiO2光催化甲酸制氫的研究較多外，還有許多研究是用稀土Eu 改性ZnO 光催化劑制氫。ZnO 是一種價(jià)格低廉的寬禁帶半導(dǎo)體，具有良好的光穩(wěn)定性、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)［32］，廣泛應(yīng)用于能源和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，但其吸收邊在370 nm 左右，對(duì)太陽(yáng)光中可見(jiàn)光部分的光能響應(yīng)不理想。為此，Ahmad等［33］合成了一種新型的Eu 和Tb（鋱）共摻雜ZnO納米顆粒用于光催化分解水制氫，發(fā)現(xiàn)：適量摻雜的Eu 和Tb 離子能穩(wěn)定插入ZnO 的晶格結(jié)構(gòu)，增大了ZnO 比表面積和孔隙率，ZnO 晶粒尺寸由32 nm 減小到21 nm，降低了光致載流子的復(fù)合率；同時(shí)，Eu和Tb 離子的引入可以有效地將催化劑的光譜響應(yīng)從紫外區(qū)擴(kuò)展到可見(jiàn)光區(qū)，使帶隙能從3.25 eV 降低到2.91 eV，提高了對(duì)可見(jiàn)光的利用率；pH 值為9 條件下，摻雜Eu、Tb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為3%時(shí)，ZnO 的光催化析氫活性顯著提高，其產(chǎn)氫量達(dá)到132 μmol/h。

4 不同稀土元素改性光催化制氫效果對(duì)比分析

光催化劑的帶隙、電子-空穴、晶格畸變力、晶型、活性位點(diǎn)數(shù)量、氧空位等都是影響其催化性能的關(guān)鍵因素，這與光催化劑本身性質(zhì)密不可分。但目前傳統(tǒng)的光催化劑在帶隙、光利用率、電子-空穴、活性位點(diǎn)等方面不夠理想，其中：TiO2存在帶隙較寬、光利用率低、電子-空穴容易復(fù)合等缺陷；g-C3N4還留有電子-空穴復(fù)合旺盛、電荷轉(zhuǎn)移效率低、活性位點(diǎn)較少等問(wèn)題，使得其在制氫過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)較慢、反應(yīng)不穩(wěn)定、產(chǎn)氫率較低等問(wèn)題。通過(guò)在光催化劑中引入稀土改性，能調(diào)節(jié)帶隙寬度，抑制電子-空穴復(fù)合，提高光利用率。稀土元素La 可以調(diào)控氧空位以避免光生載流子的復(fù)合，并縮小帶隙；Ce 可以發(fā)揮其敏化作用，與非金屬元素形成敏化劑以提高光吸收能力；Eu 具有獨(dú)特的捕獲光生載流子、增加光譜反應(yīng)區(qū)間能力；此外，稀土改性還有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)特性，抑制半導(dǎo)體晶型相變，提供更多活性位點(diǎn)、增大比表面積等作用。表1 整理了稀土元素改性光催化劑的改性優(yōu)點(diǎn)與產(chǎn)氫效果。

表1 不同稀土元素改性光催化劑制氫優(yōu)勢(shì)及實(shí)際效果

5 結(jié)論與展望

氫氣是未來(lái)替代油氣的一種可持續(xù)能源，隨著氫氣應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，中國(guó)對(duì)氫氣的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越重視，突破制氫技術(shù)瓶頸，改性優(yōu)化制氫新技術(shù)是未來(lái)研究的重點(diǎn)之一。光催化制氫作為一種環(huán)保友好、來(lái)源廣泛、原料廉價(jià)的制氫方法，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑之一，稀土金屬改性光催化制氫將有望成為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。目前光催化劑仍存有帶隙較寬、光催化效率低、電子-空穴容易復(fù)合等問(wèn)題，但通過(guò)稀土改性可以優(yōu)化改進(jìn)，例如：TiO2光催化劑可以通過(guò)稀土摻雜或改性來(lái)增大對(duì)光波長(zhǎng)的吸收范圍，提高光利用率，進(jìn)一步提高光催化活性；g-C3N4光催化劑可以通過(guò)稀土摻雜或改性來(lái)降低電子-空穴復(fù)合速率，加速電子-空穴對(duì)的分離，從而提高其光催化活性；而ZnO 光催化劑則可以通過(guò)稀土摻雜或改性提高其禁帶寬度來(lái)提高其光催化活性。通過(guò)稀土La、Ce、Eu 改性常見(jiàn)光催化劑是一條效果較好且可行的優(yōu)化制氫路徑，關(guān)于稀土改性的深入研究還可以著重以下幾方面展開(kāi)：

（1）探尋新型合成工藝將半導(dǎo)體光催化劑與稀土復(fù)合成新型光催化體系，如黑色TiO2［34］具有更好的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，窄帶隙，更強(qiáng)的光吸收能力，但其可見(jiàn)光和近紅外光區(qū)的光催化活性較差，在大小、形貌、性質(zhì)和性能調(diào)控方面比較復(fù)雜，可以嘗試用某種工藝用稀土改性黑色TiO2，在保持黑色TiO2結(jié)構(gòu)的同時(shí)解決黑色TiO2存有的問(wèn)題。

（2）探尋將具有敏化作用的稀土Ce 替代光催化劑改性常用的染料敏化劑，解決目前染料敏化劑穩(wěn)定性差、成本高等問(wèn)題，以期設(shè)計(jì)出用于綠色制氫的穩(wěn)定、高效且成本低的光催化體系［35］。

（3）探索將傳統(tǒng)半導(dǎo)體光催化劑改性Z-方案異質(zhì)結(jié)，type-II 異質(zhì)結(jié)與新出現(xiàn)的S-方案異質(zhì)結(jié)策略與稀土改性路徑結(jié)合，為今后新的異質(zhì)結(jié)方案設(shè)計(jì)改性提供理論指導(dǎo)，并為制造穩(wěn)定性與催化性能更好的光催化劑提供新的機(jī)遇。