催化太阳能-氢气转换过程被认为是解决**能源和环境危机最有前景的方式之一，它的能量来源是可再生的太阳能，而产物是绿色清洁的化学燃料。对于光催化产氢的研究，前人已经做了大量的工作，其目的在于获得具有高光子捕获率、强的光生电荷迁移能力、快的光生电子到H⁺的传递速率的光催化剂。其中TiO₂是被研究多的光催化剂，它具有廉价、低毒和高光稳定性的特点。但是TiO₂的光吸收效率的不足和光生载流子易复合的缺点也降低了其光催化活性。

解决这一问题的最有前景的途径之一是将窄带宽的半导体和TiO₂组合成合适的能带排列，以此来敏化TiO₂，以达到拓宽光吸收范围和增强光生电荷的迁移能力的目的。In₂S₃是一种具有低毒性，比TiO₂具有更负导带的化合物。在光催化制氢领域，In₂S₃可被用作为**敏化TiO₂的半导体材料。

基于此，中国科学院福建物质结构研究所结构化学重点实验室的黄小荥研究员和李建荣副研究员报道了利用离子液体微波合成的纳米In₂S₃/介孔TiO₂复合材料，用于**光催化制氢。离子液体具有很强的极性以及较大体积的阳离子，这非常有利于微波热导和微纳米颗粒的合成（有利于提高成核速率）。

文章报道的离子液体微波合成法制备纳米In₂S₃的方法，采用了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体[Bmim][Cl]，**制备In-S-IL的前驱体溶液，如图1所示。从图中TEM可以看出所合成的纳米颗粒。而后采用研磨法制备In₂S₃和TiO₂复合材料，本文用S_X表示不同In₂S₃含量的复合催化剂。

BET表征说明该复合材料的孔径分布在4-7 nm，属于介孔范畴。和S₀（纯TiO₂）相比，复合材料的的光吸收范围得到明显的扩展，表明该复合材料确实获得了光吸收效率增强。

光催化制氢的研究结果表明（图5），S_0.5具有产氢效果，远高于纯TiO₂和商用催化剂P25。随后，作者对其光催化机理做了探究，受篇幅所限在此不再详细讨论，感兴趣的读者可以点击阅读原文前往了解（图6-7）。

总之，该工作利用离子液体构建了一种特殊半导体基纳米复合材料，实现了**的光催化产氢效果，为太阳能转化绿色清洁能源提供了新思路。

原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/D0NR02958K

原文作者：

Qianqian Hu, Guowei Chen, Yanqi Wang, Jiance Jin, Minting Hao, Jianrong Li, Xiaoying Huang and Jiang Jiang

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