1. 课题来源与背景 ：课题受到国家自然基金的资助（No 21071054，21371060）。环境问题和能源危机目前越来越引起了广泛的关注。

     2. 研究目的与意义： 化石燃料是恶化环境的主要因素之一，它表现在：二氧化碳的排放对环境造成温室效应问题，寻找清洁可再生能源已经刻不容缓。氢气作为21世纪最清洁的能源之一而受到人们的重视。在氢气众多的制备方法当中，光催化水制氢是未来优选的方式之一。几十年前，科学家首次报道TiO2用于光催化水制氢以来，引起了各国科学家们的关注。以钛基为基础的光催化剂因带隙宽，利用太阳光谱窄，因此设计合成光催化剂是本课题的主要工作。

     3. 主要论点与论据： 本项目为了提高光催化性能1）设计合成功能化金属有机框架化合物，调控带隙，以利于太阳光谱的利用；众所周知，通常的MOFs材料作为光催化剂，对水不稳定，因此，设计合成水稳定的MOFs是我们首要的任务，我们设计的MOFs材料用于光催化把原来在水中几分钟就分解了的提高到30小时任然有很好的光催化活性。2）开发表面等离子体Cu纳米材料，促使光生电子-空穴的分离，提高光催化效率；通常，表面等离子体研究多数是Au和Ag纳米材料，因为，Au和Ag纳米材料价格昂贵，因此，我们开展了Cu纳米材料的表面等离子体研究，对研究Cu纳米材料遇到的困难是纳米Cu 容易氧化，为了保证纳米Cu 的等离子效果好，同时不被氧化，开展组装复合光催化剂，获得了很好的效果。3）寻求最佳的光能转化效率是太阳能应用中的关键，探求具有更高电荷分离效率和稳定性的光伏材料是热点课题；本项目设计与合成具有低带宽和低HOMO能级的复合光催化剂，通过纳米技术提高电子和空穴的流动性；利用量子点的光生多电子，形貌和量子尺寸的可控合成等特性，降低带隙，使其吸收谱带和太阳光谱具有更好的匹配，以提高光能转化效率；设计合成功能化碳量子点在增加光吸收的同时保证激子的有效迁移；太阳光谱的最大光强在700nm左右,组装不同禁带宽度的核/壳量子点-表面等离子体，提高光谱的响应范围；在近红外光谱下也能催化水制氢。

     4. 创见与创新： （1）在国内率先探讨MOF的水和光的稳定性，一般情况下，大多数MOF材料与水作用，就失去效率；我们发现了Cu-MOF，Cd-MOF有较好的水稳定性和光稳定性，在水溶液中，光催化水制氢24小时稳定产氢18.96 mmol g-1 h-1;同时还发现了Cu-MOF，Cd-MOF在近红外光条件下光催化产氢，这是第一次发现Cu-MOF，Cd-MOF能扩展宽光谱产氢，能充分利用太阳能；揭示了MOF大的比表面积和连续的多孔性在光催化水制氢的规律。（2）首次采用Cu纳米粒子光催化剂。通过与碳材料（石墨烯和碳量子点）的结合，复合材料的光催化性能得到了显著的提升。最高的光催化产氢速率达到了64 mmol g-1 h-1，是纯Cu纳米粒子的两倍。更重要的是这些表面等离子共振的光催化剂表现出了宽光谱的响应，甚至在近红外区依然有光催化活性。进行了系统研究，解释了Cu纳米粒子高效光催化制氢的原因。（3）在国内外首次采用水热法合成了树枝状的具有表面等离子共振效应的CuNi双金属光催化剂，这种催化剂也展现出了近红外的光催化活性。通过调控双金属的比例和碳材料的修饰量得到了最佳的光催化效果。另外我们发现双金属/碳材料复合物在没有牺牲剂的条件下依然具有产氢的能力，实现了全分解水。

     5.社会经济效益 ：本项目10篇代表性论文发表在J. Am. Chem. Soc.；Adv. Funct. Mater.；Appl. Catal. B Environ；J. Mater. Chem. A；Nanoscale等重要学术期刊上。被国内外同行在Science、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Energ. Mater.、Energ. Environ. Sci.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Acc. Chem. Res.等期刊论文正面引用和评述980余次，单篇最高他引388次，有3篇论文单篇他引超过100次，ESI高被引论文5篇。在国内外重要学术会议做大会报告、主旨报告、邀请报告20余次。培养博士、硕士研究生30多名。申请国家发明专利10多项，已授权5项，部分成果具潜在应用价值该研究成果对材料化学、凝聚态物理、计算材料学等学科发展具有重要推动作用，为光催化水制氢的开发及产业发展提供了理论依据和技术支持，具有重要的学术价值和应用前景。其中一项发明专利《一种水性有机聚磷腈树脂的生产方法及热反射、耐高温和阻燃水性涂料》（专利号：Zl.201410007691.8 ) 正在进行市场推广应用以促进更好的社会经济效益。

     6.历年获奖情况： 无。