石墨炔增强的半导体金属氧化物光催化剂的设计合成

基本信息
批准号:51302266
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:金泉
学科分类:
依托单位:中国科学院过程工程研究所
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨梅,毛丹,邢朝建,董正洪,唐宏杰,王江艳,王公领,杨宇
关键词:
半导体金属氧化物石墨炔光催化纳米复合材料
结项摘要

This application aims at photocatalytic degradation of air pollutants, which will start from the design of the materials, in accordance with the principle of improving the electron transport and transmission of contaminants and degradation products in the material. By compositing graphdiyne (electron acceptor material) with semiconductor metal oxides, improve the electron transport properties of the material and avoid the recombination of the electron-hole. The enhanced photocatalytic properties of graphdiyne composited semiconductor metal oxide material will be studied. During the synthesis process, the mode and proportion of composite will be controlled as much as possible. Design the structure of semiconductor metal oxides; prepare a nanoparticles constructed hollow spherical structure, to improve the effective activity sites and gas transmission rate of the catalyst. The relationship of structure, composition and properties will be discussed. The technique of preparing semiconductor metal oxides graphdiyne composite materials with high-performance will finally realized through the implementation of the project, which will provide basis for fabrication and benefit development of photocatalytic degradation of air pollutants.

本项目以光催化降解空气中挥发性有机污染物为切入点,从增强催化材料内部光生电子的传导以及污染物和降解产物的传输出发,进行材料设计。通过优良电子受体材料-石墨炔与光催化剂-半导体金属氧化物的复合,提高电子传输性能,抑制光生电子与空穴的复合。研究石墨炔对半导体金属氧化物光催化性能的增强机制,从而实现高效光催化降解有机污染物。总结半导体金属氧化物石墨炔复合材料的合成规律,在制备过程中对复合方式、复合比例进行调控;同时对半导体金属氧化物的结构进行设计,制备由纳米粒子堆砌构筑的空心球结构,提高催化剂有效活性位点同时提高气体在催化剂中的传输。系统研究半导体金属氧化物石墨炔复合材料的制备及光催化性能,探明结构、组成与性质的相互关系,为半导体金属氧化物石墨炔复合材料在降解空气污染物中的应用奠定基础。

项目摘要

通过三年的系统研究,本项目成功合成不同尺寸的碳球,为后续不同壳层结构的金属氧化物空心结构的设计打下了良好的基础;探索了石墨炔复合及金属有机骨架MOF结构包覆对材料光催化效果的影响;揭示了石墨炔材料作为电极材料在光催化过程中的电子传输机制及价键变化规律;明确了石墨炔材料对电子传输的促进作用;实现了在染料敏化太阳能电池光电转化效率的增强;首次采用离子溅射的方法合成了负载铂的石墨炔纳米片电极材料,表明负载铂的石墨炔二维纳米片虽然性能不及铂片,但是高于铂纳米颗粒和石墨炔负载的材料,同时比使用纯铂大大降低了成本,有实际应用价值。.项目执行以来,发表SCI论文10篇,包括Nature Energy、Adv. Mater.、Chemical Society Reviews和Advanced Energy Materials等国际知名期刊;申请中国发明专利2项;培养博士研究生3名(毕业3名)。.

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

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
3

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017
4

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011
发表时间:2022
5

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

DOI:10.13417/j.gab.039.003219
发表时间:2020

相似国自然基金

1

石墨烯/金属氧化物半导体异质结的构建及其光电转换效率增强机制研究

批准号:21376104
批准年份:2013
负责人:麦文杰
学科分类:B0815
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

一系列石墨炔及石墨二炔单元结构的合成、结构与性质研究

批准号:21801031
批准年份:2018
负责人:徐鹏
学科分类:B0112
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

石墨烯和石墨炔的电子态、自旋调控和器件设计

批准号:61274099
批准年份:2012
负责人:吴锋民
学科分类:F0405
资助金额:91.00
项目类别:面上项目
4

金属氧化物/石墨烯纳米复合气敏材料的低热固相设计合成、机理及性能

批准号:21361024
批准年份:2013
负责人:曹亚丽
学科分类:B0104
资助金额:56.00
项目类别:地区科学基金项目