摘要：太陽光驅(qū)動的光催化分解水產(chǎn)氫是利用太陽能解決當前能源危機和環(huán)境問題的理想策略.二氧化鈦由于其穩(wěn)定、環(huán)境友好和成本低等優(yōu)點受到廣泛研究,在光催化領域具有不可或缺的作用.然而,純二氧化鈦光催化劑具有光生電子-空穴復合率高、太陽能利用率低等缺點,使其在光催化產(chǎn)氫領域的應用受到限制.迄今為止,人們探索了多種改性策略來提高二氧化鈦的光催化活性,如貴金屬負載、金屬或非金屬元素摻雜、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)等.通過復合兩個具有合適能帶排布的半導體來構(gòu)建異質(zhì)結(jié)可以大大提高光生載流子的分離,被認為是一種有效的解決方案.最近提出了一種新的S型異質(zhì)結(jié)概念,以解釋不同半導體異質(zhì)界面載流子轉(zhuǎn)移分離的問題.S型異質(zhì)結(jié)是在傳統(tǒng)Ⅱ型和Z型(液相Z型、全固態(tài)Z型、間接Z型、直接Z型)基礎上提出的,但又揚長避短,優(yōu)于傳統(tǒng)Ⅱ型和Z型.通常,S型異質(zhì)結(jié)是由功函數(shù)較小、費米能級較高的還原型半導體光催化劑和功函數(shù)較大、費米能級較低的氧化型半導體光催化劑構(gòu)建而成.三氧化鎢禁帶寬度較小(2.4-2.8 eV),功函數(shù)較大,是典型的氧化型光催化劑,也是構(gòu)建S型異質(zhì)結(jié)的理想半導體光催化劑.根據(jù)S型電荷轉(zhuǎn)移機制,三氧化鎢/二氧化鈦復合物在光輻照下,三氧化鎢導帶上相對無用的電子與二氧化鈦價帶上相對無用的空穴復合,二氧化鈦導帶上還原能力較強的電子和三氧化鎢價帶上氧化能力較強的空穴得以保留,從而在異質(zhì)界面上實現(xiàn)了氧化還原能力較強的光生電子-空穴對的分離.同時,石墨烯作為一種蜂窩狀碳原子二維材料,是理想的電子受體,在異質(zhì)結(jié)光催化劑中能及時轉(zhuǎn)移電子.而且,石墨烯具有較好的導熱性和電子遷移率,光吸收強,比表面積大,可為光催化反應提供豐富的吸附和活性位點,已經(jīng)被認為是一種重要催化劑載體和光電分解水產(chǎn)氫的有效?