贵金属催化剂如Pt、Pd等，因其高催化活性被广泛应用于环境净化、化工生产、新能源等领域。然而，当前制备方法常常需要高温且外加还原剂，如氢气气氛下的管式炉加热、微波加热和超声喷雾热解等高温过程，或者醇类、醛类、硼氢化物等还原剂辅助的液相制备过程，不仅能耗巨大且容易产生环境污染风险。

鉴于此，华中科技大学化学与化工学院2020级本科生沈乐等在王靖宇教授的指导下，发展了一种二氧化钛 (TiO₂) 修饰的氮掺杂碳材料 (NC) 复合载体，通过绿色的光化学合成策略，实现了高效、稳定低铂催化剂的制备。首先通过对商业活性炭进行氮掺杂，不仅显著改善了碳材料本身的电催化活性和比表面积，而且有助于TiO₂在NC表面的均匀沉积形成高分散的TiO₂-NC复合载体，其优异的光催化性能，能够在光照条件下室温将IV价铂还原成超细的Pt纳米颗粒，从而提高铂的原子利用率。

以氧还原(ORR)和析氢(HER)电催化反应为模型，研究了Pt/TiO₂-NC的结构特性与催化性能。当前广泛应用的商业Pt/C (Com. Pt/C)电催化剂存在碳载体容易被氧化、腐蚀，且与Pt纳米颗粒之间的相互作用较弱，这导致Com. Pt/C表现出的稳定性不佳、Pt利用率较低等问题，在使用过程中会出现活性降低的现象并存在很大程度的材料损耗。研究发现，这种TiO₂修饰的氮掺杂碳复合载体具有优良的稳定性和耐腐蚀性，能够有效保护内部的氮掺杂碳材料免受氧化和腐蚀，而且，Pt纳米颗粒直接在TiO₂表面被光电子还原形成，其直接的电子相互作用可以显著增强金属-载体相互作用，有助于提高Pt基催化剂的稳定性和催化活性。因此，制备的Pt/TiO₂-NC表现出优于Com. Pt/C的氧还原(ORR)活性和析氢(HER)电催化活性，并且具有远超Com. Pt/C的催化稳定性。该研究为兼具高活性、高稳定性、低含量贵金属催化剂的制备提供了一种新的策略，在新能源燃料电池、环境净化、化工生产等领域具有广阔的应用前景。