新型多酸基光电活性复合材料的制备及其催化裂解水性能研究

Polyoxometalates (POMs) have attractive topological and electronic properties and have been demonstrated over the last few decades to be efficient green catalysts for many reactions. POMs with nano-sized clusters play important roles in constructing functional solid state materials due to their structural stabilization and the chemical modification of physicochemical properties. This project will focus on: i) the preparation of new POMs with photo-electro catalytic activity, exploring the technology for controlled synthesis; ii) the size and multifunction effects in POM-based materials, and also researching the assembling rule and structure-activity relationship; iii) POM-based materials’ photo-electro catalytic activity for water splitting; iv) trying to explore inherent law of POM-based catalsts for water splitting in the level of crystal structure. This research has important significances to solve the increasingly serious problems of energy source and environment.

功能性和结构性兼备的多酸簇是许多反应的绿色有效催化剂。多酸簇的特点在于其在溶液和固体中的纳米尺度结构完整性和物理化学性质的可调变性，是合成功能材料的重要分子构建基块。本课题关注焦点在于光电活性多酸化合物的设计组装及其裂解水性能研究，尤其光氧化水研究。项目特点：i）研究新型光电催化活性多酸结构的组装及性质，探索定向合成策略；ii）研究由小分子簇到大分子簇的结构定向组装规律和构效关系，研究以多酸簇大分子为材料的尺寸—功能效应；iii）研究新型多酸化合物在光电催化水裂解方面的性能；iv）从催化剂晶体微观角度尝试探索水裂解催化机制，为快速高效裂解水反应提供新思路。该研究将拓展多酸在新能源材料领域的应用，探索解决能源和环境问题，在理论方面和实际应用方面都具有重要的意义。

多酸簇的特点在于其在溶液和固体中的纳米尺度结构完整性和物理化学性质的可调变性，是合成功能材料的重要分子构建基块。本课题关注焦点在于功能性多酸化合物的设计组装及其裂解水析氢性能研究。项目特点：i）合成了系列Al基、sandwich型多酸，研究了它们结构的组装及性质规律，探索了定向合成策略；ii）研究了夹心型多酸簇大分子材料对[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-氧化还原电子转移反应的催化活性；iii）研究发现Ag-ligand钨系多酸化合物可有效降低水裂解析氢反应的过电位。