光催化技术作为一种未来的环境技术已经被研究了几十年。半导体光催化高级氧化技术具有低成本、低能耗、二次污染小等优点，是目前研究最为广泛的光催化技术之一。尽管在催化剂工程方面做出了巨大的努力，但广泛应用的粉体分散体系和光电极体系仍然受到迟缓的界面传质和化学过程的制约。

有鉴于此，中国科学院理化技术研究所的张铁锐研究员和Run Shi等人，利用商业化的TiO₂和碳纳米材料，成功开发了一种可规模化制备的双层纸，并其可在气-液-固界面自支撑，用于光热辅助的三相光催化体系。

本文要点

1）以苯酚的光催化氧化反应为研究模型，开发出一种由商业化TiO₂和碳纳米材料(TiO₂/C)制备的多功能双层纸，它可在空气-水界面上形成自支撑的三相体系。

2）通过三相界面上的快速氧扩散可以促进光生活性氧物种，而界面光热效应促进了苯酚高级氧化的后续自由基反应。在全光谱辐照下，该三相体系的反应速率比双相控制体系高 13 倍，在全谱辐照 90 分钟内实现了 88.4% 的高浓度苯酚矿化率。

3）此外，这种双层纸还表现出超过40次循环实验的高稳定性和直接阳光驱动的可行性，通过进一步在三相流反应器中的集成，显示出大规模光催化应用的潜力。

参考文献：

Huining Huang et al. Photothermal-assisted triphase photocatalysis over a multifunctional bilayer paper. Angew., 2021.

DOI: 10.1002/ange.202110336

https://doi.org/10.1002/ange.202110336