9月11日消息，据Phys.org报道，一项发表在《物理化学快报杂志》（The Journal of Physical Chemistry Letters，DOI: 10.1021/acs.jpclett.6c01721）的研究，首次在产氢工作条件下桥接了界面水分子结构与光催化反应活性之间的关联，研究对象为锐钛矿相TiO₂（anatase TiO₂）。

研究团队由Zhongqiu Lin、Hikaru Saito、Hiromasa Sato和Toshiki Sugimoto组成。光催化水分解制氢是太阳能-化学能转化的可持续技术路线，而TiO₂是最经典的光催化材料之一；该领域长期存在的一大挑战，是如何在产氢进行中对界面水的分子结构进行探测。

核心发现是：在一系列锐钛矿TiO₂界面上，按表面积和吸附水层数归一化后的产氢速率，随水-TiO₂相互作用的减弱而升高。弱而柔性的界面氢键网络促进了初始水氧化过程中的质子耦合电荷转移（proton-coupled charge transfer）。换言之，强亲水性表面未必能最大化光催化反应活性——这颠覆了"越亲水越好"的直觉认知。

这一结论对光催化制氢材料的设计具有直接指导意义：通过调控催化剂表面的亲疏水特性与界面氢键网络强度，而非单纯追求强吸附，有望进一步提升TiO₂基及其他氧化物光催化剂的产氢效率。对布局绿氢技术与光催化材料的产业方而言，界面工程正成为继能带工程之后的又一关键优化维度。 （来源：Phys.org）