氢气，作为一种被高度关注的未来绿色能源，被认为是解决能源危机和气候变化的有效手段。光催化水分解产氢，利用水的还原半反应，将可持续、廉价且充裕的太阳能转化为H2化学能，为氢气开发提供了一条最具吸引力的绿氢生产路线。研究者普遍认为，目前限制光催化水分解产氢工业开发应用的主要障碍是效率及选择性较低，而制约因素主要是催化剂的光吸收能力差和光生载流子的快速复合。
为此，西南科技大学（环境友好能源材料国家重点实验室）杨龙副教授联合中国科学院重庆绿色智能技术研究院潘自蔚博士和陆文强研究员，采用廉价的TiO2材料，通过优化合成技术，制备出富含氮掺杂-氧空位的TiO2量子点。表面负电荷的均匀积累阻止了量子点（7.8 nm）的聚集；N掺杂位点降低了材料光学带隙，并作为光生载流子的活性生产位点；氧空位作为光生电子的接纳“水库”，发挥水分解功能；最终，光催化水分解效率大大提升，达到2757 µmol g−1 h−1，比商业TiO2高出41.6倍。该工作为水分解产氢提供了可供有效借鉴的催化剂开发和催化理论指导。
研究成果以论文“Enhanced Light Absorption and Photo-Generated Charge Separation Efficiency for Boosting Photocatalytic H2 Evolution through TiO2 Quantum Dots with N-Doping and Concomitant Oxygen Vacancy”形式发表在《SMALL》上，潘自蔚博士为第一和通讯作者，杨龙副教授和陆文强研究员为共同通讯作者，合作单位为中国科学院大学、中国科学院重庆绿色智能技术研究院和西南科技大学。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202311861