科普君：嘿，东东，听说最近日本网友又坐不住了，出啥事了？
东东：哦，听说是日本“国宝”流向中国了好像。
科普君：啥，“日本国宝”（难道是唐朝时传入日本的？）。
本着凡事都要刨根问底的科学精神
科普君打开了“某乎”
映入眼帘的便是下面的标题


“日媒发文反省为何日本国宝级科学家流向中国，如何看待这一现象？

这不巧了吗！”
网友所说的这位国宝级科学家
正是咱们催化领域的老熟人
被誉为“光催化之父”的
藤岛昭（Fujishima Akira）教授

今天的每日科普，科普君就带大家来了解一下
什么是“光催化”吧！

01. 发展历程

经过几十年的发展
光催化已经在污染物降解、重金属离子还原、
空气净化、CO2 还原、太阳能电池、
抗菌、自清洁等方面受到广泛应用
是国际上热门研究领域之一

02.  原理介绍
就拿光催化技术在污染物降解方面的应用为例
你知道科学家们是怎样利用光催化降解污染物的吗？
光催化是利用光能进行物质转化的一种方式，
是物质在光和催化剂共同作用下所进行的化学反应
以最常见的TiO2为例
光催化过程可以简化为以下几个步骤：

如果理解不了上述原理也没有关系
咱们来打个比方

03.  技术改进
虽然光催化在能源和环境领域
具有潜在的应用前景
但绝大多数光催化剂由于受到了
光吸收范围或光生载流子复合速率等因素的限制
光催化活性和效率并不高
因此，在光催化研究

研究人员一直致力于解决两个核心问题

04.  研究前沿
北京航空航天大学 李松梅、杨树斌教授课题组
围绕着“水中有害有机物的去除”这一研究热点
选择了光催化降解有机物的路径
成功合成了一种新型石墨烯/二氧化钛复合材料（Sandwich-like G-TiO2）
实现了对于光催化剂的改性

下面就让我们一起去认识一下
这种新型复合材料吧  Let’s Go！

在文中，作者给这种材料取名为
Sandwich-like graphene-titania composites（G-TiO2）
它是由二氧化钛负载在石墨烯上
形成的 “夹心型”介孔材料
整个结构可视为一个“三明治”

下图便是该材料的合成路径

接下来咱们就来研究一下
如何制作一个“三明治”

第一步—— “火腿”切片
将膨胀的石墨片
在异丙醇-水溶液(IPA/H2O)中
超声处理一两天
该过程（①）相当于将火腿水洗并切片
可以得到少量层状石墨烯薄片

第二步——涂抹“沙拉酱”
十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)
是一种常用的表面活性剂、模板剂
起着结构导向的作用
我们可以把它比作
涂抹在培根表面的“沙拉酱”（②）
经过该步骤我们便得到了第一个中间产物
Sandwich-like G-CTAB

第三步——挑选“其他食材”
接下来我们可以根据个人“口味”
挑选“其他食材”
实验中通过原位水解
正硅酸四乙酯(TEOS)
在CTAB的帮助下，在石墨烯上组装成
Sandwich-like G-silica中间体（③）

第四步——“吐司”夹合
然后我们需要用两片吐司
把上述食材夹合起来
相当于在实验中将G-silica分散到
(NH4)2TiF6和H3BO3的混合溶液中
得到中间产物
Sandwich-like G-TiO2-silica（④）

最后一步——切片制得“三明治”
随着我们用刀沿对角切开
美味的“三明治”便制作完毕
在实验中我们通过去除Si
得到我们的目标产物
Sandwich-like G-TiO2（⑤）
即一种新型石墨烯/二氧化钛复合材料
经过多项表征和性能测试
我们发现G-TiO2纳米片
a)     其中均匀分布着石墨烯层
b)    负载大量7 nm左右的晶体TiO2纳米颗粒
c)     保持着介孔结构、高比表面积、最小厚度
d)    具有优越的光催化性能和良好的稳定性

其独特的形貌和微观结构
有望在染料敏化太阳能电池

和光电化学等领域提供更多的应用

以上便是科普君带来的
关于光催化的科普
   你学会了吗？

光催化是一个充满朝气与挑战的领域
其中一些技术若能实现大规模生产和应用
将对人类生活带来极大的改善
也期待藤岛昭教授的加入
能够帮助我国在光催化研究领域实现新的突破！

本期的“每日科普”就到这了
咱们下期不见不散
End