——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　高性能TiO₂光催化材料的制备一直是光催化领域的难点和热点，国际上将如何增强TiO₂光催化性能和拓展其可见光响应范围列为两大亟待解决的关键科学问题。

　　近十年来，武汉理工大学余家国教授课题组在国家自然科学基金的持续支持下，围绕光催化材料的制备、组成、结构与性能的关系，开展了系统深入的研究工作，在高性能光催化材料的制备方法、微结构调控、性能增强和新型光催化材料探索等方面取得了若干创新性研究成果，形成了自己的研究特色，主要成果有：

　　1．建立了表面异质结的新概念：基于密度泛函理论计算发现TiO₂的{001}和{101}晶面具有不同的能带结构和带边位置，{001}晶面比{101}晶面具有更高的导带和价带位置，第一次提出了表面异质结(或晶面异质结)的新概念，该概念将为先进光催化材料的设计与制备提供新的视野。

　　2．发展了一种制备TiO₂等无机空心微球光催化材料的新方法——化学诱导自转变方法：该方法主要原理是基于无机非晶态固体微球的原位溶解-再晶化和局部Ostwald熟化机理。由于制备的TiO₂空心微球在降解偶氮染料废水时显示出选择性，由此提出了选择性光催化的新概念。

　　3．制备出性能优异的石墨烯基产氢光催化材料：石墨烯具有理想的二维原子晶体结构，优异的导电性和导热性，高的载流子迁移率，巨大的理论比表面积，石墨烯的这些特点决定了石墨烯是理想的光催化剂载体，余家国教授课题组与国家纳米科学中心合作，在国际上较早制备出CdS-石墨烯产氢复合光催化剂，其产氢量子效率高达22.5%。并受邀为Chemical Society Reviews、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials等多个国际期刊撰写相关综述论文。

　　主要成果在Journal of the American Chemical Society等国际期刊发表，论文SCI他引7000余次，余家国教授2015年被中共中央、国务院授予“全国先进工作者”荣誉称号，同年入选英国皇家化学会Follow，是最新汤森路透材料、工程和化学三个学科的高被引作者，国际期刊Applied Surface Science的编辑。其成果获得了2014年度国家自然科学奖二等奖，研究得到了国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究、重点项目和国家杰出青年科学基金等项目的支持。