The chiral nematic nanocellulose are attracting extensive interest for optically active chiral materials with high performance and good stability due to their abilities to regulate optical path and collection barriers of photogenerated radicals. The design and synthesis of inorganic nanomaterials with high photocatalytic activity has become the active research. In this regard, a series of nanocellulose/titanium dioxide (TiO2) self-supporting chiral composites materials will be designed and synthesized. On the one hand, anatase TiO2 will be oriented-adhesion on the surface of nanocellulose by using hydrogen bonding and ionic bonding, which will benefit to improve the efficiency of photogenerated carrier generation. On the other hand, light transmission distance will be extended by using chiral nematic structure of nanocellulose, which will optimize the resonance coupling of photonic band gaps, inhibit the linking of photogenerated electrons and holes, achieve efficient collection of photogenerated radicals from TiO2. Then, the effective choice of functional groups and connection can explore the structure-activity relationship between chiral template of nanocellulose and photocalytic activity of TiO2. Our result will supply theoretical exploration and application for photocalytic materials with high efficiency and high stability.
具有调控光导路径和光生自由基收集势垒的手性向列型纳米纤维素因其可以制备效率高、稳定性好的具有光学活性的手性材料而倍受广泛关注,设计制备具有光催化活性高的无机纳米材料成为人们关注的热点。鉴于此,本项目拟设计、合成系列纳米纤维素/二氧化钛(TiO2)自支撑手性复合材料,一方面,利用氢键和离子键作用,强化锐钛矿TiO2在纳米纤维素表面的定向附着,提高TiO2光生载流子生成效率;另一方面,利用纳米纤维素手性向列型结构,延长手性薄膜中光传导距离,优化光子带隙及共振耦合,抑制光生电子与空穴的结合,实现TiO2光生自由基的高效收集;通过对功能基团的有效选择和连接,探究纳米纤维素手性模板与TiO2光催化性能的构效关系,为高效率、高稳定性的光催化材料的构建和应用做出理论探索和研究铺垫。
手性向列型纳米纤维素具有调控光导路径和光生自由基收集势垒的特性,因其可以制备效率高、稳定性好的具有光学活性的手性材料而倍受广泛关注,设计制备具有光催化活性高的无机纳米材料成为人们关注的热点。鉴于此,本项目设计、合成系列纳米纤维素/二氧化钛(TiO2)自支撑手性复合材料,首先,利用氢键和离子键作用,强化锐钛矿TiO2在纳米纤维素表面的定向附着,提高TiO2光生载流子生成效率;其次,利用纳米纤维素手性向列型结构,延长手性薄膜中光传导距离,优化光子带隙及共振耦合,抑制光生电子与空穴的结合,实现TiO2光生自由基的高效收集;通过对功能基团的有效选择和连接,探究纳米纤维素手性模板与TiO2光催化性能的构效关系,为高效率、高稳定性的光催化材料的构建和应用做出理论探索和研究铺垫。
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数据更新时间:2023-05-31
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