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光催化技术经过50多年的发展，取得了显著的进步，并已广泛应用于多个领域，包括光催化产氢、光催化CO₂还原、光催化污染物降解等。然而，光催化反应中光生电子（e⁻）和空穴（h⁺）的快速复合问题，导致整体反应效率较低，使得光催化技术的产业化进程面临诸多挑战。为了解决这一问题，研究人员开始探索多场协同光催化技术，以提高光催化反应的效率和选择性。

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清华大学唐军旺院士团队联合中国科学技术大学黄伟新教授团队、英国卡迪夫大学C. Richard A. Catlow院士团队和香港大学郭正晓教授团队，首次地提出分子内结 (intramolecular junction) 概念，并证实具有分子内结效应的CTF-1材料可以促进光生电子-空穴对在空间上快速分离，光生空穴富集的位点有利于甲烷分子的活化，而活化后的甲基物种迁移至光生电子富集的区域，进而在空间上分离甲烷活化，甲基的偶联和氧气的还原，抑制了甲基的过度氧化，提升C-C偶联产物的选择性。

在1月6日召开的湖北省科技创新大会上，武汉理工大学凭借卓越的科研实力再创佳绩。余家国教授主持的成果“梯型异质结光催化材料的设计、制备和应用”荣获湖北省自然科学一等奖，展现了光催化技术在能源与环境领域的巨大潜力。