光催化分解水製氫法在最近的研究報道中引起了極大（dà）的興趣，因為它使用了兩種（zhǒng）最豐（fēng）富的（de）資源，清潔的，可再生（shēng）的和我們隨手可得的自然能源。因此，光催化製氫被認為是解決與化石燃料有關的過度利用、有限儲量和負麵環境影響問題的一種潛在解決方案。光催化分（fèn）解水為氫和氧的潛在優勢是具有經濟和環境效益，因為該過程使用太陽（yáng）能，以清潔的方式生產氫，沒有溫室氣體排放。

為了直接利用太陽輻照（zhào）進（jìn）行光催化水（shuǐ）分解，必須在（zài）溶液中溶解能夠吸收太陽輻射的光敏劑，因為水本身對可見光譜（pǔ）是（shì）透明的。

在光催（cuī）化製氫過程中，需要能量大於光（guāng）催化（huà）劑帶隙的光子來產生電子-空穴對用於分解水。能量小於光（guāng）催化劑帶隙的（de）光子不能產生這些電子（zǐ）-空穴對，因（yīn）此，它們在光催（cuī）化製氫中沒有用。由於它（tā）們的能帶隙和水（shuǐ）分解的要求，大多數（shù）催化劑隻能利用太陽光譜中高能部分的光子(隻有紫外光和在某些情況下可見光譜的短波長（zhǎng）部分)。文獻中現有的大多數光催化劑隻能利用到達（dá）地（dì）球大氣層的太陽總照射量的4%左右。

為了更有效地利用太陽光譜，必須能夠利用儲存在可（kě）見光部分的能量（liàng）。因此（cǐ），光催化（huà）分（fèn）解水製（zhì）氫研究的主要挑戰之一是發現廉價、活性（xìng）、豐富、高效和穩定（dìng）的光催化劑，能夠同時利用太陽光譜（pǔ）的可見光和紫（zǐ）外部分。光催化材料的要求包括在（zài）水電解質溶液中（zhōng）的穩定性和耐久性，具有競爭（zhēng）力的（de）成本，具有較少缺陷的更好的結晶度和優良的導電性。

由合成方法和條件確定的結晶度和顆粒大（dà）小對光催化劑的光催化分解水的性（xìng）能（néng）有顯著影響。在過去（qù）的幾十（shí）年裏，人們對開發和合成新型光催化劑進行了廣泛的（de）研究，這些催化劑（jì）能夠利用（yòng）太陽能（néng）的紫外光譜和（hé）可見光光譜將水分解為氫和氧。通過直接光催化裂解水可以實（shí）現（xiàn）大規模、清潔、相對低成本和（hé）高（gāo）效的製氫（qīng）。

光催化分解水的簡單之處在於利用入射陽光的溶液（yè）中（zhōng）的粒子從水中產生（shēng）H2和O2。它可以提供一種清潔的、可（kě）再生（shēng）的氫氣（qì）來源，而不會產（chǎn）生（shēng）溫室氣體（tǐ）或對大氣產生不利影響。在過去的研究中，有許多光催化劑在紫外線輻射下進行了測試，其中一些材料具有很高的量子效率（lǜ）。然（rán）而，現有的（de）光（guāng）催化劑在水分解過程（chéng）中往往效率低下。