张金龙教授课题组在石墨烯基光催化材料的研究中取得了突破性进展，他们相继在Nature出版社旗下刊物“Scientific Reports”上连续发表两篇重要研究论文，先后报道了具有高活性面的Ti3+自掺杂TiO2纳米棒复合硼掺杂石墨烯光催化材料（http://www.nature.com/srep/2014/140630/srep05493/pdf/srep05493.pdf），以及高分散TiO2复合硼掺杂石墨烯纳米片光催化材料（http://www.nature.com/srep/2014/140911/srep06341/pdf/srep06341.pdf），并将它们成功应用于光催化降解有机污染物及光还原CO2等领域。该系列工作由化学学院青年教师邢明阳博士在张金龙教授指导下完成。

        近年来，将石墨烯应用于对TiO2进行光电化学性能的修饰成为光催化领域新的研究热点。石墨烯和TiO2之间的复合使具有优良特性的纳米模块连接起来，大大提高其光生载流子的传递效率，尤其是硼掺杂石墨烯不仅可以传输电子还可以传输空穴。然而，单纯掺杂石墨烯以及团聚态的复合仍然难以实现复合材料表面电子和空穴的定向转移。基于课题组前期工作发现的Ti3+的掺杂以及高能面的暴露可以提高TiO2电子的定向转移的研究成果（J. Catal., 2013, 297, 236; J. Am. Chem. Soc. 2014,136, 5852），研究人员制备了可实现电子空穴定向转移的新型光催化剂。

        同时，为了进一步提高石墨烯表面电子的还原能力，课题组研究人员又对片状石墨烯结构进行了可控微观剪切，制备了硼掺杂石墨烯纳米带结构（Chem. Commun., 2014, 50, 6637）。石墨烯尺寸的减小可以提高其费米能级，使电子的还原能力增强。然后，课题组在制得的硼掺杂石墨烯纳米带表面继续负载TiO2纳米颗粒，经过剧烈搅拌与超声处理以后，石墨烯纳米带被进一步剪切成尺寸更小的纳米片结构，其电子还原能力大大增强。这样，所制备的TiO2复合硼掺杂石墨烯纳米片结构即具有高的氧化降解有机污染的能力，又同时具备高的光还原CO2的能力。

        在以上研究工作的基础上，课题组又对石墨烯的形貌和复合半导体的种类进行了一系列研究，相关研究成果正在整理投稿之中。近年来，张金龙教授课题组在TiO2光催化体系以及有机-无机功能材料的设计与制备等领域取得了一系列的研究成果，相关成果已发表在J. Am. Chem. Soc. (3篇); Sci. Rep. (2篇); Energy Environ. Sci.; ACS Nano;Nanoscale; Chem. Commun.; J. Catal.; Ind. Eng. Chem. Res.等国际知名期刊上，引用次数达6000余次。