能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，是国民经济发展的命脉。在我国提出“碳达峰、碳中和”战略的大背景下，新能源与电化学学科获得了前所未有的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战。为了更好地推进我国电化学理论与技术在新能源的开发、转化利用及存储领域的创新进程，加速能源科学的探索研究和新能源技术的开发及应用，《化学试剂》期刊特别策划了“能源光电催化”专题。
本专题文章由《化学试剂》期刊编委、青年编委及各专家进行组稿，共收录6篇文章，主要涉及电解水制氢催化剂、光解水制氢、电催化还原CO2、逆水煤气变换反应等内容。涵盖了目前能源领域发展的热点方向，集中展示了我国能源领域的最新研究成果及发展趋势，为化石能源高效清洁利用、可再生能源开发、节能减排提供重要的发展思路。
安阳*1a,1b，姜为易2，吕新玲1a,1b，王玲玲1a,1b，庞欢1a,1b
（1.扬州大学 a.化学化工学院；b.创新材料与能源研究院，江苏扬州 225009；2. 山东大学晶体材料研究院，山东济南 250100）
设计和制备绿色高效的水分解产氢光催化剂是当前能源领域的迫切需求。首先通过溶剂热法合成金属有机框架材料（MOFs）NH2-MIL-125(Ti)，再利用Ni2+与-NH2的配位作用制备出Ni-NH2-MIL-125(Ti)，最后对所制备的前驱体进行高温煅烧成功获得颗粒小、分散性高、亲水性强TiO2-NiO高效光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、高分辨率透射电镜（HR-TEM）、红外光谱（FI-IR）、比表面积分析、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）及光致发光光谱（PL）等手段对催化剂进行表征，并通过光催化实验测试了其产氢活性。结果表明，制备TiO2-NiO光催化剂的最佳条件为镍钛比为0.6:1、煅烧温度为600 ℃，合成的TiO2-NiO光催化剂比表面积为51.064 m2/g，较溶胶-凝胶法合成的光催化剂粒径更小且分散度更高，其产氢速率最高可达1396 μmol/(h·g)，是传统光催化材料的11倍。实验证明了MOFs作为合成TiO2-NiO反应前驱体的优越性，为生产高效光催化剂提供了新的思路。
王昊1，陈芳2，张国新*3
（1.中国中煤能源集团有限公司科技创新部，北京 100120；2.中化化工科学技术研究总院有限公司科技规划部，北京 100083；3.山东科技大学储能技术学院，山东青岛 266590）
近年来，石墨相氮化碳（g-C3N4）材料作为光催化剂受到了科研工作者们的广泛关注。未改性的氮化碳具有一定的可见光吸收性能，热稳定性好、合成工艺简单，但导电性较差、光生载流子再复合速率高、比表面积小等亟待解决的问题。对其进行非金属掺杂是一种重要的材料改性策略，广泛应用于石墨相氮化碳材料的结构调控及催化性能提升。从非金属掺杂角度出发，以元素掺杂种类、数量作为分类标准，对近年来非金属掺杂石墨相氮化碳的研究成果进行了综述，总结了其在光催化方向应用的研究进展，并对其未来发展进行了展望。
马惠1,2，宋利2，于彦龙*1，李雷*2
(1. 东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆 163318；2. 嘉兴学院生物与化学工程学院，浙江嘉兴 314001)
以可再生电力为电源的电解水制氢是一种制备高纯氢气的可持续发展路径。其中，析氢反应（HER）电催化剂的性能仍需进一步提升。阴离子空位具有增加活性位点、提升电导率以及优化中间体物质的吸附能的作用，已被广泛应用于提高HER电催化剂性能。综述了近几年阴离子空位调控HER电催化剂的研究进展，以促进电解水制氢的进一步发展。重点分析了阴离子空位的制备与表征、阴离子空位对电解水析氢的影响与机制，并对阴离子空位工程提升电解水制氢催化剂性能研究的挑战进行分析与展望。
何川a，朱英明*b，薛雨a，吴可荆b，鲁厚芳a
（四川大学 a. 化学工程学院；b. 新能源与低碳技术研究院，四川成都 610207）
纳米泡沫银（AgNFs）具有疏松多孔的内部结构，这种结构利于CO2气体的传递，非常适合应用于流动池电催化体系。首先通过化学还原法制备了乙酸银前驱体，然后进行电化学还原制得AgNFs催化剂。进一步研究了不同CO2流量、不同催化层厚度和不同pH电解质对AgNFs催化CO2还原性能的影响，结果表明AgNFs在CO2流量大于5 mL/min、催化层厚度为52.3 μm、电解质为0.5 mol/L KOH时具有更好的催化活性和CO选择性，在−20 ~ −80 mA/cm2范围内，CO的法拉第效率（FECO）始终大于99%。在70 h的稳定性测试中，FECO稳定在93%以上。AgNFs的多孔结构能促进更多反应活性位点的暴露，利于CO2的传质扩散，这是AgNFs在流动池中CO2电催化还原性能好的主要原因。
胡俊，葛鑫峰，王明辉，舒婷，梁云霄*
(宁波大学 材料科学与化学工程学院，浙江 宁波 351211)
采用多模板法制备了一种毫米级尺寸的分等级孔钛硅材料（HPTS），通过在HPTS表面还原Cu2+制得Cu-CuO/HPTS复合光催化剂。用SEM、TEM、XRD、XPS、ICP、N2吸附-脱附和电化学测试等技术对所制备材料的微观结构和形貌、组成和性质进行表征。结果表明，Cu-CuO/HPTS具有两套完整的的三维连贯的大孔孔道，大孔孔壁由超薄的微-介孔纳米薄膜构成。HPTS兼具宏观材料和纳米材料的优点。HPTS在模拟太阳光下对罗丹明B(RhB)有着良好的光催化降解效果，负载Cu-CuO纳米颗粒以后，提高了材料的光生载流子分离效率，Cu-CuO/HPTS复合催化剂的光催化性能显著提升，表观速率常数k值达到0.52 h-1，是HPTS的2.4倍。整体型毫米级尺寸的Cu-CuO/HPTS光催化剂易于回收并且具有良好的稳定性，在经过5次循环使用后仍保留着良好的光催化活性。
刘宁a, b，曹忠a, b，崔莎a, b，刘辉c，王路辉*a, b, d
（浙江海洋大学 a. 浙江省石油化工环境污染控制重点实验室；b. 石油化工与环境学院；c. 食品与药学学院；d. 临港石油天然气储运技术国家地方联合工程研究中心，浙江舟山 316022）
逆水煤气变换(RWGS)反应可以有效的将CO2转化为更具有价值的CO，被认为是最具有应用前景的反应之一。在本研究中，将Cu/SiO2催化剂用于RWGS反应，考察了在浸渍过程中添加尿素对催化剂结构和性能的影响。采用包括H2-TPR、XRD和TEM等对催化剂进行表征，并且在400 ~ 750 ℃的温度范围内进行RWGS性能测试。结果表明，与Cu/SiO2催化剂相比，尿素辅助法制备的Cu/SiO2-N催化剂在逆水煤气变换反应中具有较高的催化活性，并且对CO具有100%的选择性，尿素的引入可以有效地减小活性金属Cu的粒径，使其具有高分散性，Cu/SiO2-N催化剂金属分散度达到26.5%，催化剂的活性得到了显著提高。
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