新型复合纳米材料的可控合成及光催化性能研究

基本信息
批准号:11704116
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:柴一峰
学科分类:
依托单位:湖南科技大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:殷文金,朱中华,伍绍兵,胡俊山
关键词:
可控合成光催化第一性原理纳米复合材料水热法
结项摘要

Solar driven photocatalysts technology organic pollutants and preparation of fuel are seen as a viable strategy for solving energy crisis and environmental problems. However, it has some disadvantages keeping back its large-scale application, such as low the solar energy conversion efficiency of photocatalytic materials, low reaction rate. The project plan to kind of graphite carbon nitride (g-C3N4), typical rare-earth metal oxide CeO2 and layered transition metal sulfides (MoS2) composite system as the object, make full use of 2D layer structure and its physical and chemical properties, thickness and structure controlled by hydrothermal method for the preparation of ternary g-C3N4/CeO2/MoS2 composites, applied to photocatalytic degradation of organic pollutants. Combining with first principles calculation factors such as thickness and structure of the g-C3N4/CeO2/MoS2 composites, and the interface interaction of this kind of ternary composites charge transfer and adsorption-catalytic synergy effect in the process of photocatalytic, revealing the physical mechanism of the enhanced photocatalytic performance. This design is a significant step toward the fine-tuning of thickness, structure and photocatalytic properties of ternary nanocomposites. The project completed, will provide efficient and stable ternary composite photocatalytic materials experimental and theoretical foundation for the design and application.

利用太阳能降解水中有机污染物或制备燃料的光催化技术是解决环境污染和能源短缺问题的理想途径之一,但目前光催化材料的太阳能转换效率低, 反应速度慢是制约该技术大规模应用的瓶颈。本项目以类石墨相氮化碳(g-C3N4)、典型稀土金属氧化物(CeO2)及其层状过渡金属硫化物(MoS2)复合体系为研究对象,充分利用二维层状结构和其物化特性,采用水热法制备厚度和结构可控的g-C3N4/CeO2/MoS2三元纳米复合光催化材料,并将其应用于有机污染物光催化降解。结合第一性原理计算三元复合材料厚度和结构、及其界面相互作用等因素对其光催化过程中的电荷转移和吸附-催化协同效应等的影响,揭示其增强光催化性能的物理机制,实现三元纳米复合催化材料厚度、结构和光催化性能的调控。本项目的实施,将为高效稳定的三元复合光催化材料的设计及其应用提供实验和理论依据。

项目摘要

利用太阳能降解水中有机污染物或制备燃料的光催化技术是解决环境 污染和能源短缺问题的理想途径之一,但目前光催化材料的太阳能转换效率低, 反应速度慢是制约该技术大规模应用的瓶颈。本项目拟以类石墨相氮化碳(g-C3N4)、典型稀土金属氧化物(CeO2)、二硫化钼(MoS2)及其硫化锌镉(ZnxCd1-xS)为载体,用层状热法等制备厚度和结构可控的g-C3N4/CeO2,CeO2/ZnxCd1-xS和g-C3N4/MoS2 二维-二维纳米复合材料,并将其应用于有机污染物光催化降解。结合材料表征特性及其复合材料厚度和结构、及其界面相互作用等因素,分析其光催化过程中的电荷转移和吸附-催化协同效应等的影响,揭示其增强光催化性能的物理机制,实现复合催化材料厚度、结构和光催化性能的调控。本项目的完成,将为高效稳定的多元复合光催化材料的设计及其应用提供实验和理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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