宽光谱响应光/电化学生成光生电子和光生空穴协同处理难降解有机污染物

基本信息
批准号:21777096
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:赵一新
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:岳东亭,张太阳,阚淼,薛栋萁,任孟,方梦媛
关键词:
光催化非均相Fenton羟基自由基难降解有机废水光生空穴
结项摘要

The photogenerated hole and hydroxyl radicals with high activity is one of most promising methods to decompose the new type pollutant such as refractory organic pollutants。 Effective production of hydroxyl becomes one of the most important research topics for environmental chemistry. In photo/electro catalytic process, the photogenerated hole and the hydroxyle radical from photoanode are highly active for decomposition of organic pollutant, while the photogenerated electron is usually transfer to counter electrode for hydrogen evolution. In this proposal, a Fenton-like hybrid electrode is designed to connect with the photoanode in photoelectrochemical cells. The photogenerated electron would transfer to the Fenton-like hybrid electrode’s functional nanocarbon electrode to reduce the O2 to generate the H2O2, and the H2O2 would be catalyzed to form hydroxyle radical by the hetergenous Fenton-like catalysts on the Fenton-like hybrid electrode. To form light driven bias potential and more efficiently ultlization of solar energy, a band gap tunable perovskite photovoltaic device is designed to couple with the photoanode and the Fenton-like hybrid electrode. In all, the solar energy would be converted to produce the highly active photogenerated hole and hydroxyle radical with enhanced efficiency based on this wider solar spectrum active photo/electrochemical deivce.

具有强烈反应活性的光生空穴和羟基自由基是降解各种新型难降解污染物的有效技术手段之一,有效的通过光激发的光生空穴和生成羟基自由基进行污染物处理是环境化学的重要研究方向。在光电化学催化中,光阳极生成的光生空穴和羟基自由基可有效降解有机污染物,但是其中的光生电子一般被用于产氢反应。本项目计划用一个类芬顿复合电极作为光电化学电池中的对电极,该类芬顿复合电极可以利用其纳米功能碳电极将光生电子还原O2制得H2O2,同时利用类芬顿复合电极上的异相类芬顿催化剂将H2O2转化为羟基自由基。通过这个组合使得光生电荷,在合适偏压下都可以用于生成羟基自由基。此外,我们计划将能隙可调的钙钛矿太阳能电池和光阳极串联,利用钙钛矿太阳能电池来产生额外的电压来减少额外偏压乃至实现自偏压。通过组合串联光电阳极,钙钛矿太阳能电池以及类芬顿复合电极,太阳光将能够更有效被用于生成羟基自由基进行难降解环境污染物的处理。

项目摘要

为充分有效利用太阳能光谱,本项目中利用带隙可调的钙钛矿太阳能电池来作为光生偏压源,瞄准了具有优异化学稳定性的无机钙钛矿作为研究对象。基于表面端基化和提出新型β型无机钙钛矿等创新思路,引领了无机钙钛矿太阳能电池的发展,多次打破无机钙钛矿太阳能电池效率记录。为了有效实现光电极有效的生长光生载流子进行光电催化,本项目瞄准了BiVO4和Si等光电极,基于表面修饰等策略大幅提高了光电极的催化效率。为了提高高活性自由基的活化,提出了基于Ni和Mn这些低毒性的高效类芬顿催化剂,有效的实现了芬顿活化效率。这些研究提高了光电催化的效率和高级氧化的应用范围。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

七羟基异黄酮通过 Id1 影响结直肠癌细胞增殖

七羟基异黄酮通过 Id1 影响结直肠癌细胞增殖

DOI:
发表时间:
5

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

DOI:
发表时间:2016

赵一新的其他基金

批准号:51372151
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21303103
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

光生电荷定向迁移型光催化剂对重金属-难降解有机物复合污染的协同降解研究

批准号:21677048
批准年份:2016
负责人:张金龙
学科分类:B06
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
2

电-光协同催化降解有机污染物的机理研究

批准号:29877024
批准年份:1998
负责人:成少安
学科分类:B0603
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
3

二维光催化材料光生电子空穴对产生及分离的理论研究

批准号:21803032
批准年份:2018
负责人:牛相宏
学科分类:B0301
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于光电化学水解的MOFs衍生膜修饰光阳极的制备及光生空穴的动力学行为研究

批准号:21878119
批准年份:2018
负责人:张旗
学科分类:B0803
资助金额:65.00
项目类别:面上项目