基于目前世界上亟需解決的環(huán)境污染和能源危機(jī)兩大問題，開發(fā)一種同時凈化環(huán)境與能源轉(zhuǎn)化的裝置將具有巨大的應(yīng)用潛力。因此對于水體環(huán)境污染處理和清潔能源生產(chǎn)本課題組已開發(fā)出有效的技術(shù)——光電催化有機(jī)污染物降解協(xié)同產(chǎn)氫。開發(fā)了新型金屬氧化物納米管陣列異質(zhì)結(jié)雜化光電催化體系,在電場誘導(dǎo)下，使光生電子與空穴分別于陰極和陽極氧化降解有機(jī)污染物與析氫，實現(xiàn)光電催化同步去污與制氫。通過增強(qiáng)納米管陣列與基底相互作用，納米管本體結(jié)晶度提高或單晶化，納米管管壁表面形成異質(zhì)結(jié)光催化雜化體系和導(dǎo)電碳基材料的修飾等途徑，提高光生電子傳輸速率，促成電子與空穴有效分離，拓寬體系的光響應(yīng)范圍，提高光的吸收效率與量子效率。結(jié)合表征等手段及分析，闡明光電催化體系的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計出高效、穩(wěn)定的新型光電催化構(gòu)筑應(yīng)用于污水的資源化。通過兩個反應(yīng)過程的相互促進(jìn)，不僅提高了光催化效率，而且符合變“廢”為寶的綠色能源化學(xué)理念；構(gòu)建了新型光催化反應(yīng)器和高性能光電催化劑；發(fā)展了光電協(xié)同催化理論在同步去污-制氫反應(yīng)中的應(yīng)用。