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化石燃料的大量使用造成了严重的环境问题和日益凸显的能源危机,开发新型高效绿色的可再生能源受到越来越多的重视。光催化水分解为氧气和氢气是一项利用太阳能生产氢气的绿色技术,有望缓解能源危机和环境问题。然而,氧气析出反应(OER)涉及四电子转移,动力学过程迟缓,且O-O键的形成能垒较高,成为了光解水的决速过程。促进光生电子和空穴分离是提高分解水反应效率的关键。为此,本文选取过渡金属基氧化物半导体作为研究对象,应用掺杂、构建异质结、晶体缺陷等策略从组分、形貌和电子结构等多方面对其进行改性,提高电子-空穴对分