光解水制氢
钛酸锶基异质结光解水制氢性能的研究
钛酸锶基异质结光解水制氢性能的研究钛酸锶基异质结光解水制氢性能的研究摘要：随着能源危机和环境污染的不断加剧，寻找新型可再生能源和清洁能源的研究成为学术界和工业界的关注焦点。
光解水制氢作为一种可持续且环境友好的方法，被认为是未来氢能利用的关键技术之一。
本研究通过制备钛酸锶（SrTiO3）基异质结材料，研究了其光解水制氢性能。
引言：氢气作为一种绿色无污染的能源，被广泛认为是未来能源的理想替代品。
然而，传统方法生产氢气往往依赖于化石燃料，存在能源消耗、环境污染等问题。
因此，光解水制氢成为一种备受关注的新型氢能技术。
光解水制氢通过利用光能将水分解成氢气和氧气，具有高效、可持续、环保的特点。
钛酸锶是一种常见的光催化材料，具有优异的光吸收性能和电子传输性能，被广泛应用于光解水制氢研究中。
实验方法：在实验中，我们选择了SrTiO3作为基础材料，并通过溶胶-凝胶法制备了SrTiO3基异质结材料。
制备过程中，我们控制了反应温度和沉淀时间等参数，以获得具有理想结构和形态的样品。
制备得到的样品经过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段进行结构和形貌分析。
结果与讨论：经过测试，我们发现制备得到的钛酸锶基异质结材料具有优异的光解水制氢性能。
在可见光照射下，该材料的光催化产氢活性明显高于原始的SrTiO3材料。
进一步的测试表明，SrTiO3基异质结材料的光解水制氢性能受到光照强度、反应温度和催化剂浓度等因素的影响。
较高的光照强度和适当的反应温度能够提高制氢效率，而过高的催化剂浓度则会导致饱和现象。
结论：本研究通过制备钛酸锶基异质结材料，研究了其在光解水制氢中的性能。
实验结果表明，SrTiO3基异质结材料具有优异的光解水制氢性能，在可见光照射下能够高效分解水分子产生氢气。
然而，目前仍存在一些问题需要解决，如材料的稳定性、光利用率的提高等。
因此，今后的研究应该致力于进一步改进材料的结构和制备方法，以提高光解水制氢的效率和稳定性。
石墨烯“绝技”解决光解水制氢难题
国内速递固I發短波7月3日，国家大科学装置—世界上第一个全超导托卡马克（E A ST)东方超环再传捷报：实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。
此举标志着E A S T成为世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置，表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿，对国际热核聚变试验堆（ITER)和未来中国聚变工程试验堆（CFETR)的建设和运行具有重大科学意义。
国务院印发《新一代人工智能发展规划》国务院近曰印发《新一代人工智能发展规划》（下称《规划》），提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，部署构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。
《规划》明确了我国新一代人工智能发展的战略目标：到2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。
同时，《规划》提出六大重点任务：构建开放协同的人工智能科技创新体系；培育高端高效的智能经济；建设安全便捷的智能社会；加强人工智能领域军民融合；构建泛在安全高效的智能化基础设施体系；前瞻布局新一代人工智能重大科技项目。
石墨烯“绝技”解决光解水制氢难题近曰，中国科学技术大学教授江俊、赵瑾等学者利用第一性原理计算，提出了首个光解水制氢储氢一体化的材料体系设计方案，解决了氢能大规模应用中氢气分离和安全储运两大瓶颈问题，具有低成本、通用性、高安全的优点。
我国科研人员从石墨烯的研究工作中得到启发，近期设计出一种二维碳氮材料与石墨烯基材料复合的“三明治结构”。
这种结构可以同时吸收紫外光和可见光，用太阳光能产生激子并裂解出质子，再利用石墨烯的特性将光解水产生的氢气分子“安全地”保留在三明治复合体系内，实现高储氢率下的安全储氢。
世界首例生物人工气管移植成功7月13日，解放军第四军医大学唐都医院宣布，曰前，该院为一名喉气管狭窄女性患者范某成功实施生物人工气管移植手术，为其摘除了插在身上长达6年的气管套管，目前患者吞咽和语音功能基本恢复。
利用太阳能分解水制成氢的原理
利用太阳能分解水制成氢的原理自地球上出现生命以来，就万物生长靠太阳。
光合作用是绿色植物和藻类植物在可见光作用下将二氧化碳和水转化成碳水化合物的过程。
人类赖以生存的能源和材料都直接地和间接地来自光合作用。
石油、煤、天然气等化石燃料就是自然界留给我们的光合作用的产物。
由于世界的飞速发展，大自然留给我们的能源越来越短缺，这就激发了各国的科学家对光合作用及其模拟的研究，只能从能源上考虑，光解水制造氢是太阳能光化学转化与储存的最好途径。
因为氢燃烧后只生成水，不污染环境，是便于储存和运输的可再生能源。
如果把太阳能先转化为电能，则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。
绿色植物的光合作用就是通过叶绿素吸收太阳光，把光能转化为电能借助电子转移过程将水分解的。
从太阳能利用角度看，光解水制氢过程主要是利用太阳能而不是它的热能，也就是说，光解水过程中首先应考虑尽可能的利用阳光辐射中的紫外光和可见光部分，据此，太阳能分解水制氢可以通过三种途径来进行。
一、光电化学池：即通过光阳板吸收太阳能并将光能转化为电能。
光阳板通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子——空穴对，光阳极和对极（阴极）组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向对极，水中的质子从对极上接受电子产生氢气。
二、光助络合催化：即人工模拟光合作用分解水的过程。
在绿色植物中，吸光物质是一种结构为镁卟啉的光敏络合物，传递电子通过醌类。
具有镁卟啉结构的叶绿素分子通过吸收６８０ｍｍ可见光诱发电荷分离，使水氧化分解而释氧，与此同时，质醌发生光还原。
从分解水的角度而言，在绿色植物光合作用中，首先是应该通过光氧化水放氧储能，然后才是二氧化碳的同化反应。
由于氧化放氧通过电荷转移储存了光能，在二氧化碳同化过程中与质子形成碳水化合物中间体只能是一个暗反应。
只从太阳能的光化学转化与储存角度考虑，无疑光合作用过程是十分理想的。
因为它不但通过光化学反应储存了氢，同时也储存了碳。
光解水制氢催化剂的研究进展
２０１５年１１月第２３卷第１１期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｎｏｖ．２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．１１综述与展望收稿日期：２０１５－０４－２１ 作者简介：李光炎，１９９０年生，男，在读硕士研究生，研究方向为金属配合物合成。
通讯联系人：蔡秀兰，博士，副教授，硕士研究生导师，广东省千百十培养对象，主要从事精细化工及清洁能源转化的研究。
光解水制氢催化剂的研究进展李光炎，蔡秀兰（广东药学院，广东广州５１０００６）摘 要：面对人类对能源的需求持续增长以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题，开发太阳能对于解决能源问题具有非常重要的意义。
利用太阳能分解水制氢是一种将太阳能转换为氢能的有效方式。
根据近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究现状，分别对半导体光催化剂和金属配合物光催化剂进行综述，并且从可持续发展和实际应用的角度出发，针对各自的优缺点，提出今后应该开发具有高效且成本低廉的非贵金属配合物光催化剂，或尝试与半导体光催化剂结合应用，提高制氢效率。
关键词：催化化学；太阳能；水分解；制氢；光催化剂ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．１１．００２中图分类号：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．９９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）１１ ０８５４ ０６ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍｗａｔｅｒＬｉＧｕａｎｇｙａｎ，ＣａｉＸｉｕｌａｎ（ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｓｔｅａｄｙｇｒｏｗｔｈｏｆｅｎｅｒｇｙｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｆｏｓｓｉｌｅｎｅｒｇｙａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｆｏｓｓｉｌｅｎｅｒｇｙ，ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｐｒｏｂｌｅｍｂｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｈｅｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ．Ｉｔｉｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｙｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｔｏｈｙｄｒｏｇｅｎｅｎｅｒｇｙｂｙｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｗａｔｅｒｔｏｈｙｄｒｏｇｅｎｏｎｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｔｏｈｙｄｒｏｇｅｎｂｙｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｍｅｔａｌｃｏｍｐｌｅｘｅｓｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅｖｉｅｗｏｆｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｏｎ ｎｏｂｌｅ ｍｅｔａｌｃａｔａｌｙｓｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｒｔｈｅｎｏｎ ｎｏｂｌｅ ｍｅｔａｌｃａｔａｌｙｓｔｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅｔｒｉｅｄｔｏｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ；ｗａｔｅｒｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．１１．００２ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．９９ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）１１ ０８５４ ０６ 氢气具有高效、清洁和能效高的特点，成为重要的新能源。
光解水原理
光解水原理
光解水是指利用光能将水分子分解成氢和氧气的化学反应。
这种反应可用于制备氢气和氧气，是一种清洁的能源制备方法。
光解水的原理是利用光能将水分子分解成氢和氧气，这一反应需要光能的作用。
水分子中的氢原子和氧原子通过光子的作用分离开来，形成氢气和氧气。
这个反应需要在光的作用下才能进行，因此被称为光解水。
光解水的反应方程式为：2H2O + 光能→ 2H2 + O2。
这个反应
需要光子的作用，因此需要选择适合的光源来进行反应。
常用的光源包括紫外线灯、钨丝灯和激光等。
光解水的应用范围广泛，可以用于制备氢气和氧气，也可以用于研究光化学反应、环境污染检测和光合作用等方面。
在未来的能源开发中，光解水技术将会是一种重要的能源制备方法，为清洁能源的发展提供了新的思路和方向。
- 1 -。
光解水制氢技术的研究与应用前景
光解水制氢技术的研究与应用前景随着能源需求的不断增加，人们在寻求新的、可再生的能源资源方面产生了越来越大的兴趣。
而在这种情况下，水制氢技术愈发显得具有重要的意义。
光解水制氢技术是一种新兴的制氢技术，该技术利用太阳能的热量和光能，分解水分子，最终生成氢气。
因此，在未来的能源中，光解水技术有着广阔的应用前景。
首先，光解水制氢技术可以帮助我们更好地解决环保问题。
在当今社会，石油、煤炭等化石燃料的使用量越来越大，导致了空气质量下降、气候变化等一系列的环境问题。
而水制氢技术则可以为我们提供一种清洁、可再生的能源来源，这无疑对环保起到了巨大的贡献。
与此同时，该技术的使用过程中也不会产生温室气体排放，所以它对于缓解全球气候变化问题也具备重要的作用。
其次，光解水制氢技术还可以促进世界能源领域的升级和转型。
目前全球能源消耗依赖于化石燃料，而随着化石燃料的逐渐枯竭和价格不可预测的波动，我们需要寻找更为稳定、可持续的能源资源。
而水制氢技术正是未来能源升级和转型的关键技术之一，在发展和推广中使得能源领域更为多样化，可控性更强，能源供应更为稳定，能够为各国的经济健康发展打下坚实的基础。
除此之外，光解水制氢技术还有许多其他的应用前景。
例如，它可以用于家居、工业和农业等领域。
在家居领域中，氢气可以应用于厨房、热水器等场合中，也可以作为供电的替代品。
在工业领域中，氢气可以被用作化学原料，帮助生产更高质量以及绿色的化工产品。
在农业领域，氢气可以作为农业生产中的栽培介质，增加作物产量以及水分利用率。
虽然光解水制氢技术具有许多优势和应用前景，但该技术的开发和推广还需要面对一系列的挑战。
例如，目前商业化的效率和成本还不够优秀，仍需要更多的研究和创新技术来推动其成本下降和效率提升。
此外，其技术的推广也需要政策和市场的支持。
总的来说，光解水制氢技术是一个未来可再生能源的重要来源，具有着广泛的应用前景。
未来我们需要通过不断创新、技术突破和市场的拓展，让这项技术在实际生产和应用中得到广泛推广，以推动世界能源的升级和转型，为人类的健康、环境和经济发展做出应有的贡献。
专题 3--光催化分解水制氢研究--20150424
• 将天然气火焰在裂解炉加热到 1400℃，
• 关闭裂解炉使天然气发生裂解反应， 产生氢气和碳黑。
五、制氢技术简介 1、化石燃料制氢
(3) 煤汽化：
C(s)+H2O(g)→ CO(g)+H2(g)
(4) 重油部分氧化
CnHm+O2 → CO（g）+H2（g） CnHm+H2O→ CO（g）+H2（g） H2O+CO → CO2（g）+H2（g）
(5) 其他因素
5、影响光催化效率的主要因素
1、溶液pH值：
2、光强: 功率、距离
3、反应物浓度：Langmuir-Hinshelwood关系式
4、温度
5、无机离子
七、光催化材料研究进展
1、光催化剂概述 常见半导体材料的能带结构
SiC
Evs.SHE(pH= )/eV
ZnS
-1.0
ZrO2
SrTiO3 TiO2 Ta2O5
机会，提高光催化活性。
七、光催化材料研究进展 2、光催化材料种类
(2)、层状铌酸盐、钽酸盐、钛酸盐等：
层状氧化物与以TiO2为代表的体相型光催化剂相比，突出的特点是能利用 层状空间作为合适的反应位点抑制逆反应，提高反应效率。
A、层状钛酸盐：
• 层状含钛复合氧化物是以TiO6八面体为主要结构单元的物质。 • K2La2Ti3O10和K2Ti4O9是层状氧化物光催化剂中较具有代表性的两种。 • K2La2Ti3O10的禁带为3.4-3.5 eV，其层状钙钛矿结构为TiO6八面体通过
设计在可见区内有强吸收半导体材料是高效利用太阳能的关键
3、半导体光催化制氢热力学原理
可见光催化分解水制氢
参考文献
1. Fujishima A, Honda K., Nature, 1972, 238, 37. 2. Kudo A., Sekizawa M., Chem Commun, 2000, 15, 1371. 3. Tsuji I., Kato H., Kobayashi H. et., J. AM. CHEM. SOC., 2004, 126, 13406. 4. Wang-Jae Chun, Ishikawa A. et., J. Phys. Chem. B, 2003, 107(8), 1798. 5. Kudo A., International Journal of Hydrogen Energy, 2006, 31, 197. 6. Ishikawa A., Takata T., et al., J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 2637. 7. Lei Z., You W., et al., Chem Common, 2003, 17, 2142.
•大多数光解水光催化剂仅能吸收紫外线，而紫外线在太阳光中 只占3％左右,最大的太阳光强度在500nm附近。 •就光解水来说，关键在于提高光催化反应的活性及选择性， 并将其激发波长扩展到可见光区，提高对光能的利用率．
光催化剂的结构及工作原理
H2O H2 + 1/2O2 G0 = 238 kJ/mol(E = -Go/nF = -1.23 eV)
J. AM. CHEM. SOC., 2004, 126 (41), 13406.
例三
Diffuse reflection spectra of (AgIn)xZn2(1-x)S2 solid solutions
x：
(a) 0, (b) 0.17, (c) 0.22, (d) 0.29, (e) 0.33, (f) 0.40, (g) 0.5, (h) 1.
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光解水制氢近几十年来，随着全球能源需求的持续增长，寻找新能源的研究越来越受到人们的关注。
氢能，它作为二次能源，具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点，已普遍被人们认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源，因此受到了各国的高度重视。
自1972年日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次报导TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象后，揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。
随着电极电解水向半导体光催化分解水制氢的多相光催化(heterogeneous photocatalysis)的演变和TiO2以外的光催化剂的相继发现，兴起了以光催化方法分解水制氢(简称光解水)的研究，并在光催化剂的合成、改性等方面取得较大进展。
本文概括众多的研究论文，就该领域的最新研究进展作一综述。
1. 光解水的原理光催化反应可以分为两类“降低能垒”(down hil1)和“升高能垒”(up hil1)反应。
光催化氧化降解有机物属于降低能垒反应，此类反应的△G<0，反应过程不可逆，这类反应中在光催化剂的作用下引发生成O2-、HO2 、OH·、和H+ 等活性基团。
水分解生成H2和O2则是高能垒反应，该类反应的△G>0(△G=237 kJ／mo1)，此类反应将光能转化为化学能。
要使水分解释放出氢气，热力学要求作为光催化材料的半导体材料的导带电位比氢电极电位EH+/H2稍负，而价带电位则应比氧电极电位Eo2/H2O 稍正。
光解水的原理为：光辐射在半导体上，当辐射的能量大于或相当于半导体的禁带宽度时，半导体内电子受激发从价带跃迁到导带，而空穴则留在价带，使电子和空穴发生分离，然后分别在半导体的不同位置将水还原成氢气或者将水氧化成氧气。
Khan等提出了作为光催化分解水制氢材料需要满足：高稳定性，不产生光腐蚀；价格便宜；能够满足分解水的热力学要求；能够吸收太阳光。
2 光催化剂的研究2.1 钽酸盐钽酸盐ATaO3(A =Li,K) ,A2SrTa2O7 · nH2O (A = H, K, Rb) 等虽然化学成分不同，但是它们的晶体结构类似，共同点是都具八面体TaO6。
Kato H等对钽酸盐系列的LiTaO3 、NaTaO3、KTaO3的光催化活性进行了研究，发现无负载的LiTaO3、NaTaO3在紫外光的照射下均取得了较好的光催化效果，而负载NiO的NaTaO3，在紫外光的照射下，其分解水的活性显著提高，量子效率达到了28％，然而当LiTaO3和KTaO3负载NiO后，其光催化活性反而降低了，其原因可从钽酸盐的导带位置得到解释，NaTaO3的导带位置比NiO的导带高，因此，在NaTaO3的导带产生的光生电子很容转移到NiO的导带上，从而增强了电子和空穴的分离，提高了光催化活性。
KTaO3的导带位置比NiO的导带位置低，不能产生这种效果；而LiTaO3在负载NiO以后，Li+掺杂到NiO当中，造成NiO催化剂的失活，使LiTaO3的光催化活性降低了。
Kudo A发现碱金属、碱土金属钽酸盐作为一种在紫外光线下分解水的催化材料，在没有负载物的条件下表现出很高的活性，在该类催化剂中掺杂La后，NiO / NaTaO3表现出最高的活性。
Ikeda S等用水热法合成了Ca2Ta2O7、Na2Ta2O6、K2Ta2O6，将负载NiO的Ca2Ta2O7和纯Ca2Ta2O7分别放在0.1 mmol dm3的NaOH溶液中，通过紫外光的照射，发现到反应结束时，NiO/Ca2Ta2O7比纯Ca2Ta2O7节省了6小时，反应前后分别用XRD进行分析，表明Ca2Ta2O7没有发生晶型结构变化。
将NiO/Na2Ta2O6、 NiO/ K2Ta2O6 、NiO/ Ca2Ta2O7三者进行对比实验，发现NiO/ Na2Ta2O6 和NiO/K2Ta2O6比NiO/ Ca2Ta2O7的催化能力强，这可能是由于Ca2Ta2O7的能隙比Na2Ta2O6、K2Ta2O6的窄，也可能是由于Ca2Ta2O7的晶体化程度没有Na2Ta2O6、K2Ta2O6高。
Yoshioka K等研究了SrTa2O6、Sr4Ta2O9、Sr5Ta4O15 、Sr2Ta2O7 对水的催化活性，发现它们的催化活性依次为Sr2Ta2O7 > Sr5Ta4O15 > SrTa2O6 > Sr4Ta2O9，这主要是由于它们的晶型结构的不同。
2.2 铌酸盐方亮等在BaO—La2O3一TiO2一Nb2O5 体系中合成的具有5层类钙钛矿结构的新铌酸Ba5LaTi2Nb3O18，X射线单晶衍射结果表明，Ba5LaTi2Nb3O18晶体为三方晶系，晶胞参数a=0.57325(2)nm，c=4.2139(2)nm，Z=3，理论密度6.181g／cm3。
[(Nb,Ti)O6]八面体共用角顶联结，在C轴方向上由5个八面体高构成平行于(001)面的类钙钛矿层，2个类钙钛矿层之间通过Ba原子联结形成三维结构。
K4Nb6O17由NbO6八面体单元通过氧原子形成二维层状结构的能隙由O的2p轨道决定的价带能级和Nb的3d轨道决定的导带能级所决定，在光催化过程中催化剂受到能量大于其能隙的光子辐射后，价带电子发生跃迁，在半导体粒子中产生电子-空穴对，从而发生氧化还原反应。
K4Nb6O17结构上最特别的是交替地出现两种不同的层空间一层间I和层间II。
层间I中K+能被Li+ 、Na+和一些多价阳离子所替代，而在层间II中的K仅能被Li 、Na 等一价阳离子交换。
另外一个特征是，K4Nb6O17的层间空间能自发地发生水合作用。
这种材料在高湿度的空气和水溶液中容易发生水合。
这表明，反应物分子水在光催化反应中容易进入层状空间。
Unal U等用ESD(Electrostaticself-assembly deposition)的方法将Ru(bpy)32+置入层状K4Nb6O17的夹层中，使其吸收带发生红移，在可见光的照射下可以产生光电流。
在水和甲醇混合溶液中，通过可见光照射，可以产生H2。
2.3 钛酸盐在钛酸盐这类化合物中，TiO8八面体共角或共边形成带负电的层状结构，带正电的金属离子填充在层与层之间，而扭曲的TiO8八面体被认为在光催化活性的产生中起着重要作用。
YuWei T等将Au负载到K2La2Ti3O10上用于光解水反应，研究发现负载Au的K2La2Ti3O10光催化活性显著增强，而且发现产氢率在紫外区域较底，在可见光区域较高。
Yanagisawa等把K2CO3、TiO2、CuO按1：2．5(1-x)：2.5的比例，在1200oC下反应5h，然后在1mol／L 的 HCl中进行离子交换，制成Cu2+掺杂的H2Ti4O9。
随着Cu2+ 含量的增加，Cu2+掺杂的H2Ti4O9逐渐由单斜晶系变为斜方晶系。
实验证明，单斜晶系的催化活性高于斜方晶系。
在波长大于400nm的可见光辐射下，当Cu2+含量为0．43wt％时，从Na2S溶液中分解产生H2的速率最大。
如果催化剂的层间有Pt柱时，其光催化活性可以大大增强，甚至可以将纯水分解成化学计量比的H2和O2。
这是因为在半导体柱和母层之间的电子转移发生得很快，可以有效地实现电子空穴对的分离，从而增强光催化活性。
Machida M等通过分步交换的方法用过渡金属部分取代三钛酸盐和四钛酸盐中的一部分钛制得多孔柱状光催化材料Na2Ti3-x MxO7和K2Ti4-xMxO9(M =Mn、Fe、Co、Ni、Cu，x≤0．3)，用于光催化分解水。
Jinshu W等合成同时掺杂La和N 的SrTiO3，并用波长在290—400nm的光照射，发现掺杂La和N的SrTiO3光催化活性是纯SrTiO3的2.6倍。
2.4 多元硫化物ZnSeS类化合物能够形成固溶体，且能隙较窄，许云波等采用化学共沉淀法制备了掺杂Cu、In的ZnSeS光催化剂，研究发现:在ZnSeS中掺杂Cu、In的摩尔分数为2%时其光吸收性能最好，最大吸收边红移至700nm；紫外光照射下该催化剂光分解水产氢的量子效率达到4.83%；催化剂具有良好的热稳定性和光学稳定性，反应100h其产氢性能没有衰减。
具有立方晶型的Znln2S4，其带宽为2.3eV，具有可见光响应特征，且稳定性良，可用作光催化材料。
Lei Z..等通过水热合成法制备了高比表面积的立方尖晶石结构的Znln2S4，负载2%Pt后在0.43mol／LNa2S-0.5mol／L Na2SO3溶液中的产氢率最大可达213µmol／h。
Kudo A.等研究发现AgInZn7S9在无Pt助催化剂的情况下，可受可见光激发从含有SO32-或S2-的水溶液中制氢;负载Pt后催化活性更佳，最大产氢率可达970µmol／h。
杨运嘉制备了Zn0.957Cu0.043S 和Zn0.999Ni0.001S，其中Zn0.957Cu0.043S在可见光照射下，自K2SO3和Na2S水溶液中释放出H2，Zn0.999Ni0.001S在N2流下、于770K热处理也可自K2SO3和Na2S水溶液中释放出H2。
文丽荣等制备C60水溶液后，将其与Zn0.999Ni0.001S混合，并采用气相色谱法跟踪反应，发现氢气释放量是未加C60时的4倍多。
由于C60为强电负性物质，与Zn0.999Ni0.001S混合后，可作为电子的浅势捕获阱，有效地抑制了电子和空穴的复合，从而促进了反应的发生。
3 提高光催化剂性能的途径3.1 光催化剂纳米化纳米微粒由于尺寸小，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它具备了作为催化剂的基本条件。
纳米半导体比常规半导体光催化活性高得多，原因在于：由于量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立能级，能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正，这意味着纳米半导体粒子具有更强的氧化或还原能力。
纳米TiO2粒子不仅具有很高的光催化活性，而且具有耐酸碱腐蚀和光化学腐蚀、成本低、无毒，这就使它成为当前最有应用潜力的一种光催化剂。
3.2 离子掺杂离子的掺杂产生离子缺陷，可以成为载流子的捕获阱，延长其寿命。
离子尺寸的不同将使晶体结构发生一定的畸变，晶体不对性增加，提高了光生电子-空穴分离效果。
赵秀峰等制备了掺杂铅的TiO2薄膜。
研究发现，铅的掺杂使薄膜的吸收带边发生不同程度的红移。
Yanqin W等用水热法和溶胶-凝胶法合成了La3+离子掺杂的TiO2纳米粒子，并对其进行光电化学行为研究，发现掺杂0.5％mol La3+离子的TiO2电极，其光电转换效率大大高于纯TiO2电极的光电转换效率。