光催化技术是近年来发展起来的一种绿色低碳技术，在环境污染治理和新能源开发方面具有巨大的潜力。光催化剂可以直接利用太阳光催化降解水中或空气中的有机污染物，消除环境污染；还可以将太阳光能转化为电能、化学能加以利用。在众多的光催化材料中，TiO2由于具有廉价、无毒、稳定性高、能够再生循环利用等优点，被认为是一种较理想的绿色光催化剂。但是作为一种好的光催化剂，TiO2还存在主要的瓶颈问题：（1）仅能吸收紫外光，太阳光利用率低；（2）光生电子与空穴复合率高，光催化效率低。

中国科学院城市环境研究所付明来研究员研究组与澳大利亚昆士兰大学Lianzhou Wang教授研究组合作，利用纳米组装技术，成功制得了一种碳掺杂的TiO2中空纳米微球（THS）。该微球具有分等级的孔结构，孔壁由大量的中孔组成，中空的大孔之间通过小孔相互连接，形成三维的中空网络结构，而且大孔孔径和孔壁厚度可以灵活调节。由于碳的掺杂使THS具有可见光活性，分等级的中空网络结构不但为污染物分子的传递扩散提供良好的通道，而且可引起光在内部空腔中多次反射，提高光能的利用效率。可见光下甲基橙溶液的光催化脱色实验结果表明，其可见光活性得到极大提高。该成果为合成新型高效光催化材料提供了一种新的思路和方法，极具参考价值。

此项研究由国家高技术研究与发展项目（863项目）、国际科技合作项目、福建省自然科学基金、高性能陶瓷和超微结构国家重点室开放课题基金，以及Australia Research Council through its DPs and Centre programs资助。该成果已申请专利一份（石建稳，付明来，崔浩杰. 一种碳掺杂氧化钛中空球光催化剂及其制备方法. 申请号：201110281286.1），论文迅速被Wiley Online Library旗下的《ChemCatChem》杂志以通讯的形式发表（Jian-Wen Shi, Xu Zong, Xia Wu, Hao-Jie Cui, Bin Xu, Lianzhou Wang, Ming-Lai Fu*, Carbon-doped titania hollow spheres with tunable hierarchical macroporous channel and enhanced visible light-induced photocatalytic activity, ChemCatChem, 2012, 4, 488-491.http://dx.doi.org/10.1002/cctc.201200019）。最近ChemPubSoc Europe （欧洲化学出版协会）旗下的《ChemistryViews》杂志以“Catalytic Pathway Through a Network of Spheres”为题对该工作进行了重点评论及介绍（http://www.chemistryviews.org/details/ezine/1925829/Catalytic_Pathway_Through_a_Network_of_Spheres.html）。