（通讯员 周曼曼）近日，光电信息与能源工程学院、数理学院2021级光学工程专业硕士研究生赵文琴在马良老师的指导下通过原位热转换制备出了TiN/锐钛矿/金红石相结，用于光电/光热协同催化产氢。该研究成果以“TiN/anatase/rutile phase junction obtained by in-situ thermal transformation for efficient photothermal-assisted photocatalytic hydrogen generation”为题发表在Journal of Colloid and Interface Science（影响因子9.9，一区TOP）杂志上。武汉工程大学为第一单位，马良副教授为第一通讯作者，共同通讯作者余子洋副教授、中国地质大学（武汉）丁思静教授。该论文利用氮化钛等离激元效应、氧空位和半导体相结带隙激发协同作用，实现了高效的光热协同光催化产氢性能。

该论文报道了采用一种简单的水热法制备出了由等离激元TiN和氧空位共同修饰的锐钛矿/金红石TiO₂相结（TiN/（A-R-TiO₂-Ov）），通过简单控制加热时间可以直接调节复合物中TiN、氧空位和相成分的含量。该三元光催化剂在全光谱光照射下的光催化产氢率为15.07 mmol/g/h，是纯P25的20.6倍。此外，控温光催化实验表明，TiN/（A-R-TiO₂-Ov）中等离激元加热和晶格振动引起的优良光热转换使光催化性能增强了约25%（18.84 mmol/g/h）。大的比表面积、由等离激元效应引起的全光谱光吸收、氧空位被认为是光催化性能的主要增强因素。同时，该论文还通过原位XPS，电子自旋捕获测试、光电化学表征、光辐照开尔文探针测量和飞秒瞬态吸收测试，进一步证明了异质结中存在的欧姆接触和Ⅱ型能带排列能够进行有效的电荷转移和热电子注入过程，从而增强了光催化性能。该工作不仅为制备等离激元材料修饰相结结构提供了一种创新的策略，而且为设计光热协助光催化产氢的光催化剂提供了灵感。

近年来，赵文琴在马良副教授指导下以第一作者在Chemical Engineering Journal, ACS Applied Materials Interfaces, Journal of Colloid and Interface Science 等中科院一区top期刊发表多篇，总影响因子大于40. 目前，赵文琴已顺利被国防科技大学录取，攻读博士学位。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.04.223