新型无机杂多酸-石墨烯基纳米复合材料的绿色合成及其光电催化性能研究

The proposal consists in the development of green synthetic routes leading to polyoxometalates (POMs) and polyoxometalates@graphene (POM@G) nanohybrid. First of all,the novel reduced form of organic-POM complex with function groups that can interact with graphene would be synthesized by a green routine.Then the POM was used to reduced graphite oxide to prepare POM@graphene nanohybrid. Under the base of these works, the third element, such as semiconductor nanoparticles, could be induced in the hybrid to get multi-components nanohybrid. The application of the nanohybrid in photo-chemical energy transition will be stuided, especially in hydrogen evolution by water photo/electrolysis.

本项目着眼于新型绿色光电催化材料及其应用，基于绿色化学，合成新型还原态多酸及多酸@石墨烯复合材料。首先开发具有良好还原特性并可与石墨烯相互作用的有机-无机复合还原态多酸以及可见光敏感的多酸分子的绿色合成路线，进而利用合成多酸在温和条件下（室温，水相，可见光照）对氧化石墨进行还原制备多酸@石墨烯复合材料。在多酸@石墨烯材料的绿色合成的基础上，基于不同的应用目的，可通过引入第三元活性材料（如各种无机半导体纳米粒子等），获得多元复合材料，并考察材料在光-化学能转化尤其在光/电催化分解水制氢等与能源与环境息息相关的研究领域的应用。基于各组元材料间的协同效应，有望获得一类全新的功能催化材料。

本项目着眼于新型绿色光电催化材料及其应用，基于绿色化学，合成新型还原态多酸及多酸@石墨烯复合材料。首先开发具有良好还原特性并可与石墨烯相互作用的有机-无机复合还原态多酸以及可见光敏感的多酸分子的绿色合成路线，进而利用合成多酸在温和条件下（室温，水相，可见光照）对氧化石墨进行还原制备多酸@石墨烯复合材料。在多酸@石墨烯材料的绿色合成的基础上，基于不同的应用目的，可通过引入第三元活性材料（如各种无机半导体纳米粒子等），获得多元复合材料，并考察材料在光-化学能转化尤其在光/电催化分解水制氢等与能源与环境息息相关的研究领域的应用。基于各组元材料间的协同效应，有望获得一类全新的功能催化材料。项目在四年内顺利完成，成功制备了一系列基于多酸与石墨烯或其他碳材料的二元或多元复合材料，研究发现所制备的功能复合材料具有很高的光电催化活性，在光电催化分解水，电催化产氢以及电催化氧气还原反应中显示了很好的应用前景。发表SCI论文15篇，其中包括IF>25的期刊上1篇（Energy&Environ. Sci), IF>8的期刊上发表4篇。 培养博士生一名，硕士生一名。