光催化因在环境和能源方面的应用而广受人们的关注，但制约其实际应用的一个瓶颈因素是光子利用率，如常用的光催化剂二氧化钛（TiO2）只能吸收紫外光，约占太阳光全谱能量中的5%。黑色TiO2是一种新型的可见光催化材料，通过在二氧化钛纳米颗粒表面或者体相进行Ti3+掺杂或制造氧空位，从而实现其光谱吸收范围的可控调节。
中国科学院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室的研究人员，利用二价钛为前驱体，通过水热结合氮气氛中的煅烧温度调控，成功控制了黑色TiO2材料体相Ti3+掺杂浓度，进而优化其可见光吸收强度和光催化性能，相关研究结果发表在Applied Catalysis B: Environmental 上。
同时，科研人员以三价钛为原料，发展了一种温和条件下可控制备黑色TiO2材料的新方法，所制备的黑色TiO2材料具有较大的比表面积（263.95 m2/g）和良好的可见光吸收性能，在光催化降解有机物及产氢方面都表现出了良好的性能，相关研究结果最近发表在Scientific Reports上。
此外，科研人员还将黑色TiO2与纳米铜复合，获得的核壳结构复合光催化剂在CO2还原方面表现出了良好的光催化性能，这一研究工作新近发表在Applied Catalysis A: General 上。
上述研究工作获得了中科院“百人计划”、国家自然科学基金、中科院创新国际团队等项目支持。
所制备的TiO2−x 和TiO2−x-T 光催化剂中Ti3+的分布机制示意图
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