近日，中科院金属所沈阳质料科学国家（联合）实验室成会明研究组制备出具有可见光全光谱吸收的红色二氧化钛光催化质料，这意味着有可能利用二氧化钛基光催化质料实现高效可见光剖析水制氢，对于太阳能的大范围高效利用具有重要的意义。相关结果先后发表于国际学术期刊《先进功效质料》和《能源与环� ？蒲А�。
据介绍，通过光催化实现太阳能到化学能的转化，例如光催化剖析水制氢，是获得新能源的一个极具前景的重要途径。生长可全光谱吸收可见光（波长为 400～700纳米）的光催化质料，是实现高效太阳能光催化转化的前提。然而，多数稳定的光催化质料的可见光吸收低。通过掺杂能缩小光催化质料的带隙，是增加光催化质料可见光吸收的基本手段。锐钛矿二氧化钛是目前科学界研究最为广泛的光催化质料。利用掺杂手段，可在一定水平上增加该质料的可见光吸收，但此前要实现可见光全谱强吸收仍是未解的难题。
此次科研人员通过间隙原子弱化金属原子与氧（M-O）的键合实现替代晶格氧的掺杂原子进入体相的新要领，乐成突破了在非层状结构质料（如二氧化钛）中实现掺杂原子的体相掺杂，从而获得了硼/氮梯度共掺杂锐钛矿二氧化钛质料。改良质料泛起奇特的红色，实现了可见光全谱强吸收，将二氧化钛光电解水产氢的活性光响应范围拓展至700纳米。
研究人员还系统研究了可见光全谱吸收二氧化钛掺杂的原子键尺度理论机制。