材料光催化产氢性能评价的实验教学改革探索*

顾修全，陈 正，欧雪梅

（中国矿业大学材料与物理学院，江苏 徐州 221116）

0 引 言

随着人类社会的不断发展进步，对能源的需求日益增大.传统化石能源在开采和消耗的同时带来许多问题，如大量温室气体排放威胁着人类的生存和发展［1］.为了实现人类社会的可持续发展，开发新能源替代传统能源势在必行.氢气有着燃烧热值高的特点，既是公认的可再生能源和清洁燃料［2-3］，也是未来能源转型的理想选择.传统的氢气制备方法主要有煤气化、天然气重整和电解水等途径，然而能耗高.采用半导体光催化制氢，可利用丰富的太阳能，是一种清洁的制氢方法，备受人们关注［4-7］.

自1972年日本东京大学的藤岛昭证实半导体光催化剂TiO2具有分解水产生氢气这一特性以来，光催化产氢已经成为一种利用太阳能获取清洁燃料的方法，具有成本低、便捷等特点，吸引了全球研究人员的关注，但这种方法制备氢气的效率较低，对太阳能的转换效率不足1%.当前，研究人员已经开发了一系列高催化活性、高比表面积和可见光响应的光催化产氢材料，取得了优异的性能［8］.在众多材料中，三元金属硫化物ZnIn2S4具有与可见光吸收相匹配的合适带隙，较高的光催化性能、化学稳定性、低成本和无毒等优点，受到人们的广泛关注［9-11］.

中国矿业大学材料科学与工程专业一直秉承“以培养人才为中心，以社会需求为导向，以持续改进为保障”的总体思路进行教学研究和改革，2016年通……