大部分氧化还原酶的催化反应需要辅酶NADH作为还原剂参与,由于氧化还原酶应用广泛而NADH价格昂贵,使得NADH的再生成为研究热点。光化学法由于利用廉价而洁净的光能而逐渐受到关注。本课题研制了新型TiO2光催化剂并将其用于可见光照射下的NADH再生。碳纳米管掺杂的TiO2能够被可见光所激发,在NADH的光化学再生中表现出极高的光催化活性。石墨掺杂的TiO2能够吸收80%左右的可见光,但在可见光照射下不具备光催化活性。这是因为由于碳纳米管具有半导体的性质,容易接受光生电子,而成为光生电子的捕获中心。另外,碳纳米管和TiO2之间存在一定的相互作用,碳纳米管的存在使Ti和O的结合能向高能级跃迁至461.00 eV和532.25eV,而石墨的掺杂并没有引起TiO2结合能的变化,其储存的光能在光化学再生NADH的过程中并未有效的转化为化学能。通过与含有机碳的TiO₂进行比较发现,结合能级的跃迁主要受到碳氧双键的影响。原子结合能越高,光催化剂的光催化活性越高。锌卟啉修饰的碳纳米管掺杂TiO₂能够吸收38%左右的700nm～1100nm区间内的可见光,40%～75%的400nm～700nm区间内的可见光。锌卟啉能够增强TiO2对400nm⁷00nm区间可见光的吸收,碳纳米管能够增强700nm¹100nm区间可见光的吸收。碳纳米管对结合能的提高大于锌卟啉,锌卟啉和碳纳米管的共同作用使锌卟啉修饰的碳纳米管掺杂TiO₂的Ti 2_p3/2和O 1s结合能分别向高能级跃迁至461.25eV和532.48eV,使之在NADH的光化学再生中表现出很高的催化活性,反应10 h时NAD+转化率达到77.3%。较低的pH值和较高的温度有利于提高NADH的生成速率和NAD⁺的转化率,[Cp*Rh（bpy）（H₂O）]²⁺初始浓度对反应的影响大于NAD⁺初始浓度的影响。考察各个因素,得出光化学再生NADH的最佳条件为:pH6.0,37℃,NAD⁺初始浓度0.2mM,[Cp*Rh（bpy）（H₂O）]²⁺初始浓度0.3mM⁰.5mM。各电子供体的供电能力顺序为:巯基乙醇>EDTA>抗坏血酸>甲酸钠>H2O。此外,O2的存在阻碍了TiO₂表面的还原反应,而还原性气体H₂的通入有利于NADH再生反应的进行, H₂存在下,以巯基乙醇为电子供体时,NAD⁺转化率可达到94.29% （31℃, pH7.0）。