在國家自然科學基金委、科技部以及中科院的支持下，中國科學院化學研究所分子納米結構與納米技術院重點實驗室專家白春禮院士、萬立駿研究員領導的課題組，在納米功能材料研究領域取得一系列進展，他們以環境和能源需求為研究背景，繼在燃料電池催化劑研究方面，利用簡單、低能耗的方法開發出高效的金屬納米空心球催化劑之后，又在半導體光催化劑研究領域取得新成果。

    與有機污染物和有毒水污染物相關的環境問題一直是環境保護及環境恢復領域備受關注的課題。半導體光催化劑具有高效率和潛在的廣泛應用性，成為能從環境中降解并除去有毒化學污染物的最有效途徑之一。因此，采用簡單且經濟有效的方法制備高表面積的半導體光催化劑，提高其催化活性和工業應用性是當前的研究熱點之一。

        

        

    該課題組一直致力于開發和制備具有新穎結構和優異性能的半導體納米材料的研究工作。已經利用簡單的一步溶液相界面組裝技術制備出半導體復合(TiO2/CdS)納米空心球材料，并且基于模板合成技術，成功地制備出TiO2半導體及其與金屬或半導體復合(TiO2/Au、TiO2/CdS)的納米管陣列材料。這些材料具有優異的光學性質，有望在光電材料和光催化領域具有新的應用。

    最近，該課題組又在新型半導體納米材料光催化劑領域取得了重要的研究成果，發展了一種利用自組裝技術制備具有高表面積的半導體ZnS光催化劑的方法。所制備的ZnS材料是一種直徑約為60納米的具有多孔的納米顆粒結構，每個納米顆粒由許多個直徑僅為3至5納米的粒子構筑單元自組裝而成，具有納米級孔道的結構(圖1)。這種由幾納米的粒子構成的納米孔顆粒在光催化領域具有許多優點。例如，具有很高的比表面積，可以達到150克/平方米的量級；具有很高光催化活性，實驗表明這種新穎結構的ZnS材料對模型系統—染料曙紅(四溴螢光素,一種有機染料)的光降解—表現出比納米晶材料和商用二氧化鈦納米顆粒更高的光催化活性(圖2)；催化基元是尺寸量子化的納米晶，具有高的氧化還原電勢，提高了光催化反應的速度；既有效地防止了尺寸量子化的納米晶的進一步聚集，又比納米晶更容易分離和回收；具有良好的分散性，在反應過程中不需要攪拌，降低了能耗；制備方法簡單、經濟，可以大規模地合成。

    ZnS半導體光催化劑不僅可以用于有機污染物的降解，而且可以用于諸如從水中制氫、CO2的光還原、有機光合成、醛及衍生物的光還原、鹵代苯脫鹵，以及水中有毒重金屬離子的光還原等的許多光催化領域。該研究為高表面積和高活性光催化劑的制備及其在光催化領域的應用開辟了新思路和方法，研究成果已發表在近期的國際權威雜志德國《應用化學》上。