二氧化钛反蛋白石光子晶体制备进展
摘要：近年来，TiO2反蛋白石光子晶体因其良好的特性和广阔的应用前景受到科研人员的广泛关注。TiO2反蛋白石光子晶体无毒无害、性质稳定、折射率高，在光电、光敏、光催化、电化学领域具有优良特性。它在化学传感器、光催化降解、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。本文总结了TiO2反蛋白石光子晶体的制备方法和优化方法，并介绍了在微通道中制备TiO2反蛋白石光子晶体的最新进展和应用前景。
关键词：TiO2； TiO2反蛋白石光子晶体； 微通道；光催化
前言
在众多半导体材料中，宽禁带半导体材料（Eg=3.2ev）TiO2因其化学性质稳定、催化活性高、抗腐蚀性、无毒无害和成本低廉而被广泛应用于涂料、化妆品、光电转化、光催化领域。自1972年Fujishima和Honda[1]首次发现TiO2粉末可以在紫外光的激发下实现催化效果以来，科学家们在降低成本、提高TiO2光催化性能方面进行了深入的研究。
提高TiO2光催化性能一般有这几方面的方法：TiO2的掺杂、TiO2的晶面控制[2]、TiO2的表面氢化处理[3]、TiO2异质结的形成、TiO2的纳米化形貌控制。
1987年，Yablonovich[4]和John[5]分别独立提出光子晶体的概念，光子晶体是具有光子禁带和慢光效应特征的的人造标准晶体，也就是说，电磁波的某些频率在光子晶体中是被禁止传输的，这些频率区间被称为光子带隙，这使得光子晶体具有抑制或增强光自发辐射性的特性。慢光效应是指光在某些介质中的传播速度远小于在真空中的速度，光催化剂的吸收效率因此得到提高。
光子晶体已成为当代研究的热点，蛋白石和反蛋白石结构的研究也获得了长足的发展。蛋白石光子晶体是由单分散的胶体粒子通过自组装而形成三维光子晶体，具有与天然蛋白石相同的立方堆积结构，常用胶体自组装法制备。与之相比，反蛋白石光子晶体（如图1所示）具有较大的比表面积、制备材料的选择性广泛、材料折射率的差异容易调节、易实现完全光子带隙(折射率gt;2.8)、易实现光子禁带的多重调制和功能化[6]。随着近年来微流控技术的发展，研究人员也开始探索光催化降解反应与微通道技术结合。本文就近年来国内外相关研究文献报道，就微通道中TiO2反蛋白石光子晶体的制备和光催化性能进行综述。
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