非金属掺杂钽酸锶同素纳米异质结合成及其光催化性能研究

基本信息
批准号:51602197
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王平
学科分类:
依托单位:上海理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王丁,祝元坤,孙峰,苏敏,杨姮妍
关键词:
光催化非金属掺杂半导体光催化剂纳米异质结光催化性能
结项摘要

Alkaline earth metal tantalates, due to its unique structure and excellent photocatalytic activity under ultraviolet light irradiation, have been intensively investigated for photocatalytic hydrogen production from water and environmental remediation, etc. However, improvement of its photocatalytic efficiency and its visible-light activation are strictly limited by its large band gap and quick recombination of photogenerated carriers. Therefore in our project, on basis of strontium tantalate alkaline earth metal tantalate as target materials, we focus on rational preparation of efficient non-metal mono (co-) doped homo-strontium tantalate nano-heterojunctions with different phase components: on the one hand, by control of the phase co-existence, homo-strontium tantalate nano-heterojunctions will be fabricated for enhancing the separation efficiency of photogenerated electrons and holes. On the other hand, by combined with first-principles calculation data, energy band gap engineering of homo-strontium tantalate nano-heterojunctions by non-metal mono (co-)doping will be conducted for extending its optical absorption edge into the visible light region. Furthermore, the correlation between the photocatalytic reactivity and its phase components, microstructure, electronic structure and surface/interface properties, etc, will be unveiled, and an integrated architecture for non-metal mono (co-) doped homo-strontium tantalate nano-heterojunctions will be elucidated. Undoubtedly, it will open out a new a route for developing highly efficient semiconductor photocatalytic materials in the future.

碱土金属钽酸盐因其具有独特结构和优异紫外光催化性能,在光催化分解水制氢及环境治理等方面得到了广泛的研究,但其光谱响应范围窄及光生电荷复合几率高两大瓶颈要素限制其光催化效率进一步提高及可见光有效利用,因此本项目以碱土金属钽酸盐钽酸锶作为材料研究对象,提出控制晶相共生构筑不同晶相组成同素纳米异质结提高其光生电荷分离效率;同时结合第一性原理计算,非金属单(共)掺杂调控其能带结构提高可见光利用率,获得高效可见光响应钽酸锶同素纳米异质结光催化材料体系,揭示材料晶相组分、微观结构、能带构型及表/界面性质等与其光催化性能的构-效关系,阐明通过同素半导体纳米异质结构建与掺杂改性综合提高材料光催化效率的一般规律,为发展高效半导体光催化材料打开新的思路。

项目摘要

碱土金属钽酸盐因其具有独特结构和优异紫外光催化性能,在光催化分解水制氢及环境治理等方面得到了广泛的研究,但其光谱响应范围窄及光生电荷复合几率高两大瓶颈要素限制其光催化效率进一步提高及可见光有效利用,因此本项目以钽酸锶作为材料研究对象,通过控制晶相共生,构筑了三种不同晶相组成同素纳米异质结提高其光生电荷分离效率;同时结合理论计算,非金属氮掺杂调控能带结构,提高了可见光利用率,获得高效可见光响应钽酸锶复合氧化物光催化材料体系,揭示材料晶相组分、微观结构、能带构型及表/界面性质等与其光催化性能的构-效关系,项目研究对于新型光催化材料的设计、应用及评价有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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