材料：TiO2@ZIF-8空心纳米球
应用：光解水
引言：自藤岛和本田在二氧化钛电极上进行水分解的开创性研究以来，越来越多的无机半导体材料如氧化锌、三氧化钨、硫化镉和硫化锌在全球能源和环境问题中得到了研究。这些金属氧化物半导体纳米材料由于其无毒、热稳定性和化学稳定性等优点而受到广泛关注。然而，二氧化钛的低表表面积和吸附能力限制了光催化产生H2的生成速率（HER）。因此，通过改变二氧化钛（纳米纤维、分层球和空心纳米颗粒）的形态，人们进行了大量的工作来增加比表面积。此外，通过扩展光吸收区域和提高电荷分离效率，可以实现更高的化学能转换，其中最常见的形式是掺杂修饰和异质结制备。
金属有机框架（MOFs）因其高表面积、大孔径、可调、明确的纳米尺度腔和化学毒性作为吸附剂和催化剂的潜在价值而引起了越来越多的研究兴趣。一般来说，MOFs的桥接配体可以作为天线在光下获取能量，然后电荷从有机连接体转移到金属连接节点（LMCT，配体到金属的电荷转移），或者只是金属簇可以直接光激发。然而，由于电荷分离效率低，光活性不能达到传统半导体的高质量。MOFs与其他光催化剂结合形成半导体-MOF杂化结构，可以提高光催化效率。与单组分光催化剂容易发生快速的电子-空穴复合不同，MOFs和半导体都具有一些独特的物理和化学性质，从而提高了偶联过程中的光催化效率。ZIF-8由Zn2+和2-甲基咪唑配体构建，具有高比表面积、孔隙规则、水稳定性好的诸多优点，已广泛应用于光催化反应。
TiO2@ZIF-8空心纳米球合成策略：
合成方法：
聚苯乙烯纳米球的合成：
将0.050 g十二烷基硫酸钠（SDS乳化剂）和15 g苯乙烯单体加入80 mL水中，在三颈瓶中搅拌。烧瓶的一端连接到氮气源头，另一端连接到水。一条回流线与烧瓶的中间颈部直立连接。完全去除空气后，用微波反应器将温度提高到80℃，然后将20 mL含0.15 g过硫酸钾为引发剂的水溶液从回线滴入微波反应器。在微波体系中再搅拌90 min，加入10 g氯化钠沉淀PS纳米球。最终产品用去离子水洗涤三次，并在60℃的真空烘箱中干燥。
二氧化钛空心纳米球（二氧化钛HNPs）的合成及其羧基化反应：
将混合溶剂乙醇/乙腈（3：1，v/v)在分子筛上干燥24 h。然后，将0.50 mL钛酸四丁酯加入20 mL混合溶剂中，在密封环境中搅拌10 min。将0.017 g的PS纳米球加入到另一个烧瓶中90 mL的混合溶剂中，然后超声处理悬浮液以分散颗粒。然后，依次向PS悬浮液中加入0.30 mL 28%氨溶液、0.06 mL去离子水和20 mL含钛酸四丁酯的混合溶剂。然后，搅拌混合物2小时后离心，用乙醇洗涤三次。所得到的粉末在60℃的真空烘箱中干燥。然后将PS@TiO2核壳颗粒在500℃的空气中以3℃/min的加热速率退火，得到二氧化钛HNPs；将0.45 g琥珀酸酐溶解在30 mL DMF中，逐渐加入1.0 mL（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷。在室温下搅拌混合物3小时后，用2 mL去离子水和10 mL含有0.50 g二氧化钛HNPs的DMF溶剂进行搅拌。搅拌8小时后，将二氧化钛HNPs的最终羧酸盐用乙醇洗涤三次，并在60℃的真空烘箱中干燥。
TiO2@ZIF-8空心纳米球的合成：
在超声处理下，将0.08 g的羧基化的二氧化钛HNPs和0.11 g的2-甲基咪唑分散在20 mL的甲醇中。然后在超声波下滴加入10 mL含0.19gZn（NO3）2·6H2O的甲醇溶剂。超声波处理在200 W的功率水平下进行，并持续15 min。然后，通过离心收集，用甲醇洗涤三次。所得到的TiO2@ZIF-8粉末在60℃的真空烘箱中干燥。
SEM and TEM:
XRD and TEM:
FT-IR and Ramn：
UV-DRS、TG and BET：
产氢：
荧光寿命和光电流：
具体详见参考文献：
