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太阳能是一种辐射能，具有即时性，必须及时转换成其他形式的能量才能利用和存储。将太阳能转换成不同形式的能量需要不同形式的能量转换器。太阳能转换材料是指可以将太阳能可转化为热能、电能、氢能、生物质能、机械能等的不同类型的材料。原则上太阳能可以直接或间接转换成任何形式的能量，但转换次数越多，最终太阳能的利用效率就越低。

2021年10月中旬，中国科学院理化技术研究所“水滑石基高效人工光合成材料体系创制”项目荣获中国感光学会科学技术奖特等奖。项目是基于层状双金属氢氧化物(LDH，又称水滑石)的系列光催化材料，针对水滑石材料表、界结构精细调控及水滑石基光催化反应动力学机制等方面展开了系统、深入的基础研究工作。突破了以往基于半导体材料的光催化反应机制的认知，有力地推动了国内太阳能光化学转换以及人工光合成等领域的发展。

水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子，具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石类化合物(LDHs) 是一类具有层状结构的新型无机功能材料, LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。

因水滑石具有独特的结构特性，从而可以作为碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体。如：它可以作为加氢、重整、裂解、缩聚、聚合等反应的催化剂;Suzuki和Reichle分别报道了用水滑石及不同阴离子取代的水滑石作2-羟基丁醛缩聚反应的催化剂,以及用含稀土La水滑石催化合成邻苯二甲酸二戊酯等。

二维化纳米是指厚度为纳米量级的晶体薄膜通常被视作二维的，即只有长宽，厚度可忽略不的材料。新研制出的这种材料厚度仅有11纳米，它有着独特的性质，电子在其内部能以极高速度运动。纳米粒子是指粒度在1-100nm之间的粒子(纳米粒子又称超细微粒)。属于胶体粒子大小的范畴。它们处于原子簇和宏观物体之间的过度区，处于微观体系和宏观体系之间。

纳米粒子应具有一些新异的物理化学特性。 纳米粒子区别于宏观物体结构的特点是，它表面积占很大比重，而表面原子既无长程序又无短程序的非晶层。可以认为纳米粒子表面原子的状态更接近气态，而粒子内部的原子可能呈有序的排列。即使如此，由于粒径小，表面曲率大，内部产生很高的Gilibs压力，能导致内部结构的某种变形。

光催化材料是指通过该材料、在光的作用下发生的光化学反应所需的一类半导体催化剂材料，世界上能作为光催化材料的有很多，包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。

在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。

性能:由CeO2(70%-90%) ZrO2(30%-10%)组成，形成ZrO2稳定CeO2的均匀复合物，外观呈浅黄色，具有纳米层状结构，在 1000℃ 经4小时老化后，比表面仍较大(>15M# G)，因此高温下也能保持较高的活性。