纤维态分级结构金属氧化物光催化材料的设计与性能研究

现代无机合成和制备化学突出无机物质结构与性能间的关联关系和由构效关系主导的可控合成与功能设计。基于对孔隙构成和颗粒聚集态呈现分级特征二氧化钛中空纤维的微观结构和宏观形态设计，本研究拟将分级孔隙构成与多重聚集态特征融入宽带隙锡、镓、锆系列氧化物及不同能带结构氧化物复合体的设计与合成，以光催化反应诠释构效关系。通过模板效应继承纤维炭纳米孔隙和微米尺度外形特征的同时，耦合溶剂热过程于半导体氧化物中空纤维的内外壁，构筑明显区别于原始模板特征的崭新微观孔隙结构及颗粒聚集形态，并原位合成近单分散金属或氧化物纳米晶，完成异质结修饰或能带结构调变。关联物质的分级结构特征、宏观形态优势和异质结势垒效应，阐明光催化剂结构设计对其性能贡献的共性规律，由构效关系进行结构新材料的可控合成与设计，为其他无机氧化物特别是催化剂的纳米结构创建提供依据，揭示分级结构模式下的光催化行为本质并指导实用化高效气相光催化剂的开发。