罗格斯大学Tewodros Asefa、Alexei M. Tyryshkin，武汉理工大学，捷克科学院科学仪器研究所Eliška Mikmeková等通过聚合物形成的介孔碳（polymer-derived mesoporous carbon，PDMC）模板合成了一种由晶化富氧缺陷的小粒子锐钛矿相介孔TiO_2-x材料，并展现出独特的光学、热力学、电学性质。介孔碳的孔道在TiO₂制备过程中起到抑制晶体生长的作用，并将TiO₂颗粒的粒径限制在10 nm，并且未见TiO₂转变为金红石晶相，并且在热解过程中转化为富缺陷的催化相TiO_2-x，在低量的电子辐射作用中，材料展示出超好的充电/放电性能，充放电过程持续时间达到~15 s。同时，纳米材料紫外可见吸收光的范围红移了~50 nm，并且展现了更长的载流子（电子、空穴）寿命。作者对材料在CO₂还原反应中的催化性能进行测试，结果显示出非常好的催化性能。

本文要点：

（1）

合成方法。1. 通过PANI热解过程合成介孔碳PDMS 2. 在PDMS上担载乙二醇钛溶液 3. Ar保护气氛中800 ℃热解乙二醇钛和PDMS复合物，生成TiO_2-x/PDMS 4. 空气气氛中550 ℃煅烧除去PDMS模板，得到TiO_2-x。

（2）

CO₂催化转化反应中结果显示，热解得到的富缺陷TiO_2-x材料生成CH₄的速率达到26.12 μmol h^-1 g^-1，对比样品的反应生成CH₄速率为14.75μmol h^-1 g^-1。材料中大量的氧空穴位点、并且Ti³⁺和O^-浅电子/空穴缺陷位点有助于光生电子/空穴的捕获，改善了电荷空穴/分离效果和CO₂转化光催化活性。

参考文献

Tao Zhang, Jingxiang Low, Jiaguo Yu, Alexei M. Tyryshkin,* Eliška Mikmeková,* and Tewodros Asefa*

A Blinking Mesoporous TiO_2‐x Composed of Nanosized Anatase with Unusually Long‐Lived Trapped Charge Carriers，Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI：10.1002/anie.202005143

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202005143