光催化剂
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光催化剂1. 简介光催化剂是一种利用光能将化学反应进行加速的催化剂。
它能够吸收光能，产生电子-空穴对并利用这些电子-空穴对参与化学反应，从而提高反应速率和效率。
2. 工作原理光催化剂的工作原理基于光生电子-空穴对的产生和利用。
当光催化剂暴露在光源下时，它能够吸收光能，产生光生电子-空穴对。
光生电子具有高度活性，它们可以参与氧化反应。
一种常见的氧化反应是水的分解，即光催化剂能够将水分解成氢气和氧气。
光生空穴则对还原反应起到重要作用。
它们具有强氧化能力，能够将有机污染物等还原为无害的物质。
光催化剂在催化反应中起到了能量传递的角色，通过吸收光能并将其转换为化学反应的能量，从而加速了反应的进行。
3. 应用领域3.1 环境净化光催化剂广泛应用于环境净化领域。
以光催化氧化为主要反应途径，光催化剂能够将有机污染物、重金属等有害物质氧化分解为无毒无害的物质，从而实现环境净化。
3.2 水资源治理光催化剂在水资源治理中也发挥着重要作用。
通过光催化氧化反应，光催化剂能够将水中的有机污染物、有害物质等分解为无害物质，净化水质。
3.3 可再生能源光催化剂可以应用于可再生能源领域。
通过光催化剂的光生电子和光生空穴，可以将太阳能转化为其他形式的能源，如氢能等。
3.4 医学领域在医学领域，光催化剂被应用于抗菌、杀菌等方面。
光催化剂能够产生具有高度活性的光生空穴，可以破坏细菌、病毒等微生物的外壳结构，实现抗菌、杀菌的效果。
4. 催化剂的选择选择合适的光催化剂对于实现高效的光催化效果至关重要。
常见的光催化剂包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）等。
在选择催化剂时，需要考虑以下几个因素：•光催化剂的吸收光谱：光催化剂应该能够吸收光源的波长范围，以产生光生电子-空穴对。
•光催化剂的能带结构：光催化剂的能带结构应合适，以实现光生电子和光生空穴的有效分离和利用。
•光催化剂的稳定性：光催化剂应具有较高的稳定性，能够长时间保持催化效果。
光催化剂的对于太阳能利用的作用
光催化剂的对于太阳能利用的作用
光催化剂是一种能够利用太阳能进行化学反应的材料。
在太阳能利用中，光催化剂起着至关重要的作用。
它们能够利用太阳能的光能激发催化剂上的电子，使其变得更加活跃，从而促进化学反应的进行。
常用的光催化剂材料包括二氧化钛、氧化锌等。
光催化剂在许多领域都有应用，比如空气净化、水处理、能源转换等。
在太阳能利用中，光催化剂可以用于制备太阳能电池、太阳能水解制氢等方面。
太阳能电池利用光催化剂吸收太阳能的光子，然后将其转化为电能，从而实现太阳能的转化和利用。
太阳能水解制氢则利用光催化剂促进水分子的分解，产生氢气，从而实现太阳能的储存和利用。
总之，光催化剂在太阳能利用中具有重要的作用，可以促进太阳能的转化和利用，为人类的可持续发展做出贡献。
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光催化剂综述
光催化剂综述一、光催化剂的种类和性质光催化剂是一种能够利用光能驱动化学反应的物质，其种类繁多，性质各异。
根据不同的分类方法，光催化剂可以分为无机光催化剂和有机光催化剂；单相光催化剂和多相光催化剂等。
其中，无机光催化剂如TiO2、ZnO、CdS等具有较高的光催化活性，且耐热、稳定，被广泛应用于光催化降解有机物、光催化产氢等领域。
二、光催化剂的制备方法制备光催化剂的方法多种多样，包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法、微波法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备光催化剂的方法，其优点在于制备过程简单、成本低、易于控制颗粒大小和形状。
化学气相沉积法和水热法则能够在相对较高的温度和压力下合成高质量的光催化剂。
微波法则是近年来发展起来的一种制备光催化剂的新方法，具有快速、高效、环保等优点。
三、光催化剂的应用领域光催化剂在许多领域都有广泛的应用，主要包括：1.光催化降解有机物：光催化剂能够利用光能将有机物分解为无害的小分子，适用于废水处理、空气净化等领域。
2.光催化产氢：光催化剂能够将光能转化为化学能，生成氢气，适用于清洁能源生产、有机物氢化等领域。
3.光催化合成有机物：光催化剂能够利用光能将二氧化碳等无机物转化为有机物，适用于绿色合成、二氧化碳减排等领域。
四、光催化剂的性能改进与优化为了提高光催化剂的性能，需要进行改性和优化，主要包括：1.金属离子掺杂：通过掺杂金属离子，可以改变光催化剂的能带结构，提高其光催化活性。
2.非金属元素掺杂：通过掺杂非金属元素，可以增加光催化剂的电子密度，提高其光催化活性。
3.复合光催化剂：将不同种类的光催化剂进行复合，可以产生协同效应，提高其光催化活性。
4.形貌控制：通过控制光催化剂的形貌，可以增加其比表面积，提高其光催化活性。
五、光催化剂的发展趋势与挑战随着人们对环境问题和可再生能源需求的不断增长，光催化剂的发展前景广阔。
未来，光催化剂的研究将朝着以下几个方向发展：1.新型光催化剂的开发：开发新型的光催化剂，以提高其光催化活性和稳定性。
环境功能材料光触媒(光催化剂)
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复合半导体 偶合型复合半导体电荷分离示意图
SnO2–TiO2精电品课子件转移过程示意图
表面敏化
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导带
• 导带（conduction band）是由自由电子形 成的能量空间。即固体结构内自由运动的 电子所具有的能量范围。
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满带
• 允带（允许电子能量存在的能量范围 ）中 的能量状态（能级）均被电子占据。
• 满带电子是不导电的，因为：泡利不相容 原理认为，每个能级只能容纳自旋方向相 反的两个电子，在外加电场上，这两个自 旋方向相反的电子受力方向也相反。它们 最多只能互换位置，不能出现沿电场方向 的净电流，所以说满带电子不导电。
O2/H2O
4
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各种常用半导体的禁带宽度和禁带边缘电位示意图（pH
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➢TiO2的结构与性质
TiO2晶型结构示意图(锐钛矿型)
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• 纳米 TiO2是一种半导体光催化材料，TiO2 的电子结构特点为一个满的价带和一个空 的导带。当受到能量大于带隙能的光照射 时，价带上的电子被激发，跃过禁带， 同 时在价带上产生与电子e-相对应的空穴h+ ，即自由电子--空穴对。
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贵金属沉积
沉积Ag后的TiO2光催化性能
光生电子在 Ag岛上富集，光 生空穴向TiO2晶 粒表面迁移，这 样行成的微电池 促进了光生电子 和空穴的分离， 提高了光催化效 率。
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半导体耦合
• 纳米 TiO2 与其它半导体复合，形成偶合 半导体。通过半导体的复合，提高半导体 的电荷分离效率，抑制电子-空穴的复合。
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光催化剂概述光催化剂是一种能够在光照条件下促进化学反应的催化剂。
光催化剂使用光能来激发电子，从而产生活性物种，这些活性物种能够与反应物发生相互作用，加速反应速率。
工作原理光吸收和电子激发光催化剂通常由能够吸收光的半导体材料组成，如二氧化钛（TiO2）。
当光照射到光催化剂表面时，其晶体结构中的某些电子被激发到高能态。
这些激发态的电子称为“光生载流子”。
分离和重新组合在光吸收和电子激发后，光生载流子往往会被表面的缺陷或杂质捕获，导致电子和空穴的分离。
电子和空穴的分离增加了光生载流子的寿命，并为进一步的化学反应提供了机会。
光生载流子的反应光生载流子可以与溶液中的反应物发生相互作用。
例如，光生电子可以被还原剂捕获，形成活性物种，如氢氧离子和超氧根离子。
这些活性物种能够参与氧化、还原和光降解等多种化学反应过程。
光催化剂的循环光催化剂通常是可再生的，即在反应过程中，被激发的电子和空穴会再次重新组合，并回到基态状态。
然后，光催化剂可以再次吸收光能，并重新激发电子，启动下一轮的催化反应。
应用领域光催化剂在多个领域中具有广泛的应用。
环境净化光催化剂可以用于空气和水的净化。
在空气净化中，光催化剂能够降解有害气体，如甲醛、苯和二氧化氮，从而改善室内和室外空气质量。
在水净化中，光催化剂可以分解有机污染物，杀灭细菌和病毒，净化水源。
光催化氧化光催化剂可以用于有机合成中的氧化反应。
通过光照射光催化剂，在氧气的存在下，可以将有机物氧化为醛、酮、羧酸等功能性基团，从而实现对有机物的选择性氧化。
光电池光催化剂可以用于光电池的制备。
光电池是一种能够将光能转化为电能的器件。
通过将光催化剂涂覆在半导体材料上，形成光电极，并与电解液或电子传递剂接触，光催化剂可以将光能转化为电子，从而产生电流。
抗菌材料光催化剂可以用于抗菌材料的制备。
由于光催化剂产生的活性物种具有杀灭细菌和病毒的能力，将光催化剂应用于纺织品、医疗器械、空气过滤器等材料中，可以有效抑制微生物的生长，实现抗菌效果。
碳硼烷 光催化剂
碳硼烷是一种化合物，化学式为CB11H12，由碳、硼和氢元素组成。
它具有独特的结构和性质，在光催化领域中可以作为一种催化剂。
碳硼烷具有高度的光稳定性和化学稳定性，是一种优秀的光催化剂。
它的催化性能主要体现在以下几个方面：
水分解催化：碳硼烷可以用作催化剂，促进水分解反应，产生氢气。
这是一种可再生的清洁能源，具有潜力应用于氢能源领域。
光催化降解有机污染物：碳硼烷可以通过吸收可见光，产生激发态的电子和空穴，并参与光氧化反应，从而降解有机污染物。
这种光催化降解有机污染物的方法具有环境友好性和高效性。
光催化CO2还原：碳硼烷还可以通过光催化反应将二氧化碳转化为有用的化学品，例如甲烷或甲酸等。
这有助于二氧化碳的减排和资源的有效利用。
需要指出的是，尽管碳硼烷在光催化中表现出良好的催化性能，但其在实际应用中仍面临一些挑战，例如催化效率的提高和光吸收范围的扩展等。
因此，对碳硼烷光催化剂的研究仍在不断进行，以进一步拓展其应用领域和提高催化效能。
光催化剂对太阳光谱吸收边范围
光催化剂对太阳光谱吸收边范围
首先，太阳光谱是指太阳辐射的波长范围，通常从紫外线到红
外线。
光催化剂的吸收边范围指的是它能够吸收的光谱范围。
一般
来说，光催化剂对太阳光谱的吸收边范围应该尽可能广泛，以便在
太阳光的照射下实现高效的光催化反应。
其次，光催化剂的吸收边范围与其材料的能带结构有关。
一些
光催化剂能够吸收可见光甚至红外光，这主要取决于其能带结构是
否能够响应较长波长的光线。
因此，研究人员通常会设计和合成具
有特定能带结构的材料，以扩展光催化剂的吸收边范围。
此外，表面修饰和掺杂也可以影响光催化剂的吸收边范围。
通
过表面修饰或掺杂特定的材料，可以调控光催化剂的能带结构，从
而拓宽其吸收光谱的范围。
最后，光催化剂的吸收边范围对于其在水分解、有机废水处理、二氧化碳还原等方面的应用具有重要意义。
因此，科研人员一直在
努力寻找能够吸收更广泛光谱的光催化剂，以提高光催化反应的效
率和适用范围。
综上所述，光催化剂对太阳光谱的吸收边范围是一个关键的性能参数，其受材料能带结构、表面修饰和掺杂等因素的影响。
为了实现更高效的光催化反应，科研人员需要综合考虑这些因素，并不断探索新的光催化剂材料和调控方法。
光催化剂的作用机理
光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。
通常情况下，光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光为能量，将有机物降解为二氧化碳和水。
因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术，对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。
光催化的原理是利用光来激发二氧化钛等化合物半导体，利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。
当能量大于或等于能隙的
光照射到半导体纳米粒子上时，其价带中的电子将被激发跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子—空穴对。
由于纳米材料中存在大量的缺陷和悬键，这些缺陷和悬键能俘获电子或空穴并阻止电子和空穴的重新复合。
这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面，从而产生了强烈的氧化还原势。
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光催化剂研究进展李少坤（化学院11级材料化学3班，20110480）【摘要】：本文主要介绍了近几年工业上光催化剂的最新研究进展，主要涉及到纳米TiO2光催化剂的改性进展，光催化制氢用纳米结构光催化剂的研究进展以及新型光催化剂ZrW2O7(OH)2(H2O)2的光解水产氢产氧性能等。
【关键词】：纳米TiO2；光催化剂；水分解；改性自从1972年Fujishima A 等发现TiO2单晶电极可以实现光分解水以来，多相光催化反应一直是催化领域的一个极其重要的研究课题，光催化分解水制氢，光催化还原CO2制备有机物、光降解有机污染物等重要光催化过程向人们展示了诱人的应用前景。
30多年来，光催化研究无论是在理论上还是在应用研究方面都取得了重要的进展。
一、纳米TiO2光催化剂的改性进展1.纳米TiO2光催化的反应机理纳米TiO2多相光催化过程是指TiO2材料吸收外界辐射光能,激发产生导带电子(e-)和价带空穴(h+),进而与吸附在催化剂表面上的物质发生一系列化学反应的过程。
如锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2 eV,它具有较强的光活性,当它吸收了波长小于或等于387.5 nm的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置。
分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基。
·OH自由基的氧化能力是水体系中存在的氧化剂中最强的,可破坏有机物中C—C键、C—H键、C—N键、C—O键、O—H键和N—H键,因而能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物,将其最终降解为CO2、H2O等无害物质[1, 2]。
2、纳米TiO2光催化剂的改性纳米二氧化钛的改性方法很多,近年来,人们主要从以下两个方面入手,提高TiO2光催化剂的光谱响应范围和光催化效率。
的禁带宽度,增加其吸收波长。
主要采用的其一是通过掺杂等手段降低TiO2方法有: 1)掺杂过渡金属:金属离子掺杂可在半导体表面引入缺陷位置或改变结晶度,成为电子或空穴的陷阱而延长寿命;2)表面光敏化:将光活性化合物化学吸附或物理吸附于催化剂表面从而扩大激发波长范围,增加光催化反应的效率; 3)表面螯合及衍生作用:含硫化合物、OH-和乙二胺四乙酸(EDTA)等螯合剂能影响一些半导体的能带位置,使导带移向更负的位置。
其二是加入电子俘获剂,使光生电子和空穴有效分离,降低e-和h+的复合速率,主要采用的方法有: 1)贵金属沉积:TiO2表面沉积适量的贵金属,有利于光生电子和空穴的有效分离以及降低还原反应(质子的还原、溶解氧的还原)的超电压,大大提高了催化剂的活性,研究最多的为Pt的沉积,其次Ag、Pd和Nb等金属的掺杂也能降低TiO2的带隙能; 2)复合半导体:不同金属离子的配位及电负性不同而产生过剩电荷,TiO2与半导体复合后增加半导体吸收质子或电子的能力,从而提高催化剂的活性。
在二元复合半导体中,两种半导体之间的能级差能使电荷有效分离; 3)电子捕获剂:加入O2、H2O2和过硫酸盐等电子捕获剂,可以捕获光生电子,降低e-与h+的复合几率,从而提高光催化效率[3]。
2.1、掺杂过渡金属改性纳米TiO2通过掺杂金属或其氧化物一方面可以降低带隙能,改变吸收频带达到可见光区,另一方面金属元素可以成为光生电子-空穴对的浅势捕获陷阱,降低电子与空穴的复合速率,进而提高其光催化性能。
Lee等使用摩尔分数均为1.0×10-2的不同溶液,由水热法合成颗粒尺过渡金属(Ni2+、Cr3+、Fe3+、Nb3+和V5+)氯化物的TiOCl2寸为30 nm的金属掺杂锐钛型TiO2。
通过对以上各种TiO2光催化性能的检测,发现纯的TiO2表现出在紫外光区的最大吸收,而分别掺杂Cr3+、Fe3+和Ni2+的试样均表现出在可见光区对光子的较高吸收;对气相苯的降解研究表明,分别掺杂Cr3+、Fe3+和Ni2+后在可见光下的光解速率也较快。
Dana等对TiO2掺杂Cr、Mn和Co的试样利用UV-VIS、FT-IR、near-IR和EPR等方法进行了研究,结果表明通过金属掺杂可以显著改善在可见光区的吸收情况。
Colmenares等[4]对掺杂不同过渡金属元素(Ag、Fe、Pd、Pt、Zn和Zr)使用溶胶-凝胶法(Sol-gel method)制备的TiO2进行了研究。
研究表明分别掺杂Pd、Pt和Ag后相比于纯TiO2对2-丙醇的光致氧化过程的摩尔转化率有提高,而掺杂Fe和Zr后则对该过程不利。
Terence等对聚苯乙烯的光降解进行研究,掺杂少量Cr或Mn离子会造成光解率的下降,而掺杂V特别是Mo 或W离子会提高聚苯乙烯的光解率,以上金属离子掺杂TiO2的光敏性均低于Degussa P25型TiO2。
Hikmet研究了Sn4+掺杂的TiO2性能,试验结果表明,TiO2-Sn4+相比于未掺杂的TiO2在紫外光和可见光下具有更高的光催化活性,相比于未掺杂的TiO2薄膜TiO2-Sn4+可以重复使用且光催化活性逐渐提高。
Kim 等[5]采用机械熔炼法制备金红石型和锐钛型Ni掺杂TiO2纳米颗粒,并对过渡金属掺杂TiO2的晶格结构机制和光催化活性与晶格结构之间关系进行了研究,结果表明金红石型Ni掺杂TiO2具有更高的光催化活性。
2.2、利用表面光敏化改性纳米TiO2有机染料光敏化是半导体表面修饰开展得最早、最活跃的研究领域。
将光活性化合物化学吸附或物理吸附于光催化剂表面,从而扩大激发波长范围,增加光催化反应的效率。
Rika等研究了使用有机染料香豆素、甲基橙对TiO2进行表面光敏化,覆盖香豆素染料的TiO2薄膜的最大吸收波长可提高到480 nm。
Peng等[6]对不同的Ru(II)配合物染料光敏化Pt/P25进行了研究,发现Ru2(bpy)4L1-PF6因其具有较大的共轭体系、宽的可见光频率范围和3个Ru(II)-bipyridyl染料分子间因“天线效应”而表现出最佳的光敏化效果,并且还表现出比较大的稳定性和比较高的H2效率。
Moon等对使用酸性红( C10H7N NC10H3(SO3Na)2OH )活化TiO2进行了研究,并指出pH值的大小对提高TiO2在可见光下的光催化活性有重要影响,染料光敏化的光催化剂可用于在可见光下降解苯酚。
Hirano等开展了Ru(bpy)32+、Ru(bpym)3和卟吩诱导H2释放的研究,高浓度的Ru(bpy)32+可被吸附用作TiO2的光敏剂。
Iliev经研究发现,使用酞青染料改性TiO2可以在可见光下对苯酚进行光致氧化并且矿化程度也比较高,这种高光催化活性被解释为一个电子转移被从TiO2颗粒上酞青染料的导带激发迁移至TiO2导带上,从而在二氧化钛导带上形成的额外的超氧自由基,扩大了TiO2激发波长的范围,提高了光致氧化过程的量子产率。
2.3 贵金属沉积改性纳米TiO2的表面性质,进而改贵金属修饰TiO2,通过改变体系中的电子分布,影响TiO2善其光催化活性。
贵金属沉积方法主要采用浸渍还原法和光还原法[7]。
最常用的淀积贵金属是P,t其次是Pd、Ag、Au和Ru等。
这些贵金属的沉积普遍地提高了半导体的光催化活性,包括水的分解、有机物的氧化以及重金属的氧化等。
Sasaki 等使用脉冲激光沉积法制备了Pt/TiO2纳米复合薄膜,经过测试发现在Pt与TiO2接触面还存在介于两者的其他能级,导致该复合薄膜的光学能带隙小于纯TiO2薄膜。
Hou等对Pt/TiO2纳米复合薄膜制备方法的研究发现,采用电子束沉积法相比于一般的光学沉积法所得薄膜在紫外光和可见光照射下对溶液中甲基橙的降解具有更高的光催化效率。
Malagutti等采用聚合物前体法制备Ag/TiO2纳米复合薄膜,考察了沉积在TiO2上的不同Ag含量和层数对光催化活性的影响。
结果表明, 0.25% (质量分数)的Ag沉积就可以表现出薄膜光催化效率的提高,且薄膜光催化效率的提高仅与Ag沉积厚度有关。
以上这些都是由于电子从TiO2转移到Ag从而减少了电子-空穴的再结合,同时增加了薄膜厚度造成的。
二、光催化制氢用纳米结构光催化剂的研究进展光催化水解制氢是实现氢经济效应最有前景的方式。
然而,实践证明,寻找一种满足光催化制氢所有要求(化学稳定性、耐腐蚀、捕获可见光和合适的带边)的理想的光催化剂很困难。
幸运的是,纳米科学和纳米技术推动了现存光催化剂的改性及新替代材料的发现和发展[8]。
光催化剂通常包括金属氧化物、金属硫化物、氮化物、氧硫化物和氮硫化物及其复合物。
在大多数情况下,光催化剂中带有最高氧化状态的金属阳离子有d0或d10的电子组态,而氧、硫和氮显示它们的最负价态。
导带底部由金属阳离子的d和sp轨道组成,而金属氧化物的价带由O 2p轨道组成[9]。
金属硫氧化物和氮氧化物的价带分别由S 3p(和O 2p)和N 2p(和O 2p)形成。
一些碱(锂、钠、钾、铷、铯)、碱土(镁、钙、锶、钡)和过渡金属离子(钇、镧、钆)可以构建层状钙钛矿和立方焦绿石化合物的晶体结构,但这些化合物的能带结构不利于光催化剂光催化活性的产生[10]。
1、金属氧化物二氧化钛纳米晶体由于具有稳定、耐腐蚀、无毒、丰富和便宜等优异的材料属性,一直以来都得到了广泛的研究和发展[11-12]。
二氧化钛在自然界中以3种不同的晶相存在,按含量高低分别为金红石相、锐钛相和板钛矿相。
此外还有TiO2(B)、TiO2(H)和TiO2(R) 3种合成晶相,一些高压多晶相物也有被报道。
另外,纳米结构二氧化钛的存在形态也是各式各样,有纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米结构薄膜或涂层、纳米管和介孔纳米结构等。
TiO2优异的材料属性很大程度上取决于它的晶体结构、形态、颗粒尺寸。
因此,设计和探索合成TiO2纳米材料的新方法,从而控制TiO2晶相、形态和尺寸,对于获得具有理想物理和化学性质的材料有着重要的研究和应用意义。
除了二氧化钛,其它一些传统的金属氧化物(以ZnO,α-Fe2O3和WO3最为典型)也被广泛地研究,因为它们均有各自独特的优势。
但是,它们在光催化制氢中都有自己的内在缺陷。
ZnO在带隙照射下,容易被光生空穴光腐蚀。
WO3是一种在可见光照射下制氧稳定的光催化剂,然而由于氢导带水平低,没有观察到有氢气的产生。
α-Fe2O3也有同WO3同样的问题,并且其在酸性溶液中不很稳定。
2 纳米复合材料和Z型系统由于半导体基复合材料在光催化方面具有扩大光响应范围的性能优势,而复合材料的纳米化可以增大材料的比表面积、增加活性位置及改善光催化反应的动力学条件,有助于光催化活性的提高。
近年来,纳米复合材料的研究及使用日益受到重视[13-14].通过对层状复合物（如H2Ti409，H4Nb6017，K2Ti3.9Nb0.109，HnbWO6，HtiNbO5和HtiTaO5等）进行层间插入纳米粒子(如TiO2,CdS,Cd0. 8Zn0. 2S和Fe2O3)形成纳米复合材料目前已有报道。