兰州大学先进催化中心李灿院士团队在光电催化降解持久性水相有机污染物研究方面取得重要进展，通过纳米尺度上调控二氧化钛（TiO₂）光电催化剂形貌，构筑具有高效电荷分离效率以及传质能力的纳米锥形光电催化剂，在难降解有机污染物如酚类化合物降解中达到99%以上的光电催化降解效率。本工作使用水热合成的策略，成功制备了具有三维纳米锥结构的TiO2光电催化剂，并用于难降解有机污染物4-氯酚（4-CP）的降解。该催化剂展示了极好的光电催化性能，在180分钟内对4-CP实现了>99%的降解效率以及55%的矿化效率，显著优于构筑的纳米棒以及纳米颗粒的TiO₂催化剂。独特的锥形结构极大地促进了光生电荷的分离以及传质。光生电荷高效的迁移、分离与注入，显著提升了降解反应体系中所需活性物种的数量；同时锥形结构极大地改善了反应体系的传质，实现了4-CP与催化剂的有效接触。二者共同促进了4-CP在该催化剂体系中的高效降解。该工作为合理设计构筑用于高效降解污染物的光阳极催化剂提供了有效的策略。研究成果以“Highly Efficient Degradation of Persistent Pollutants with 3D Nanocone TiO₂-Based Photoelectrocatalysis”为题发表在Journal of the American Chemical Society上。