研究目的
通过设计晶面异质结结构来增强金红石相TiO2的光催化产氢活性，以提高电子-空穴对的分离效率。
研究成果
该面异质结结构显著提升了金红石相TiO2的光催化性能，与纯金红石TiO2相比，其光电流提升高达45倍，产氢速率提高18倍，且具有良好的稳定性。该方法为高效水分解光催化剂提供了合理的设计策略。
研究不足
该研究仅限于金红石型TiO?，可能无法推广至其他光催化剂。实验条件采用紫外光和特定牺牲剂，这可能并非适用于所有应用场景。未涉及商业化应用的规模化生产与成本效益问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究为金红石相TiO?设计了面异质结（FH）结构以促进电荷分离。采用第一性原理计算验证FH机制，实验方法包括水热合成与涂覆工艺构建FH-TiO?结构。
2：样本选择与数据来源：
样本包含纯金红石TiO?纳米棒（NRs）、锐钛矿NRs、P25粉末及制备的FH-TiO?，数据源于合成材料与计算模型。
3：实验设备与材料清单：
设备包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪、光致发光（PL）与时间分辨PL（TRPL）装置、光电化学池及氢气测量的气相色谱仪；材料含钛前驱体、FTO基底、甲醇及Pt助催化剂。
4：实验流程与操作步骤：
流程包括在FTO基底上合成TiO? NRs，通过水热法包覆超薄TiO?纳米片，利用SEM/TEM/XRD/拉曼表征形貌结构，通过PL/TRPL测量电荷分离，结合紫外光照下的光电流响应与产氢速率评估光催化性能。
5：数据分析方法：
采用双指数衰减拟合处理TRPL数据，对比光电流密度与产氢速率，统计评估性能提升效果。
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获取完整内容-
FTO
Serves as the photoelectrode substrate for anchoring TiO2 nanorods.
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SEM
Used for imaging the morphology of TiO2 samples.
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TEM
Used for high-resolution imaging and selected area electron diffraction of TiO2 samples.
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XRD
Used for phase structure analysis of TiO2 samples.
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Raman spectroscopy
Used for phase evaluation of TiO2 samples.
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PL
Used to measure photoluminescence for charge-carrier recombination analysis.
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TRPL
Used for time-resolved photoluminescence measurements to determine electron-hole pair lifetimes.
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Ag/AgCl electrode
Used as a reference electrode in photoelectrochemical measurements.
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Pt electrode
Used as a counter electrode in photoelectrochemical measurements and as a cocatalyst for H2 production.
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Gas chromatography
Used for measuring H2 production rates.
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