黑色二氧化钛（TiO₂）以其优异的光电性能引起了科学界的广泛关注。然而，引入可控缺陷到TiO₂介孔结构中仍然是相当困难的，主要原因是难以合理地掺入Ti³⁺缺陷。

有鉴于此，复旦大学的赵东元院士和加利福尼亚大学Pingyun Feng教授等人，通过在单胶束组装过程中引入相容的还原剂（2-乙基咪唑），设计制备了一种有序介孔TiO₂微球，该微球具有径向排列的介孔结构和介孔框架中的Ti³⁺缺陷。

本文要点

1）在温和条件下实施的简便策略依赖于还原剂共组装策略，方法是原位采用能够通过氢键相互作用与TiO₂单胶束结合的特定还原剂（2-乙基咪唑）。还原剂的引入能够在退火期间产生稳定的缺陷，并且同时不会妨碍定向的单胶束组装过程。值得注意的是，这种还原剂可作为介孔结构框架的组成部分，并在煅烧过程中原位还原Ti⁴⁺从而产生缺陷，从而导致大量的Ti³⁺缺陷与有序介孔结构共存，具有金红石取向晶。

2）所得的介孔TiO₂具有优异的介孔率（106 m²g^-1的高表面积，平均孔径为18.4 nm）和具有扩展光响应的稳定缺陷。

3）这种独特的介孔结构和原子空位的结合，既提供了有效的质量运输，又提高了光的利用率，从而导致H₂生成速率显着提高。H₂的最大析出速率可达到19.8 mmol g^-1 h^-1，并且在阳光下具有出色的稳定性，这优于以前的TiO₂基光催化剂。

总之，该工作为设计制备有序介孔结构材料提供了一种新的策略。

参考文献：

Kun Lan et al. Stable Ti³⁺ defects in oriented mesoporous titania frameworks for efficient photocatalysis. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202007859

https://doi.org/10.1002/anie.202007859