自沉积Bi/BixOyBrz/生物质炭管簇复合材料的可控构筑及光还原CO2制备碳氢燃料的性能与机理研究

基本信息
批准号:21908080
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:马长畅
学科分类:
依托单位:江苏大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
生物质炭管簇光催化BixOyBrz碳氢燃料二氧化碳还原
结项摘要

Photocatalytic reduction of CO2 to produce high value-added hydrocarbon fuel can alleviate the increasingly tight energy pressure and realize the recycling of carbon resources, which has strategic significance in energy structure improvement and decarbonization energy system establishment. BixOyBrz compounds have unique layered structure and interlayer electric field, which can effectively promote the separation and transport of charges, thereby enhance the photocatalytic activity. However, the problems such as easy recombination of photogenerated carriers after separation and the photogenerated carriers that migrate to the surface cannot participate in the catalytic reaction effectively occurred in these BixOyBrz compounds. In this project, a novel composite photocatalytic material, Bi surface self-deposited BixOyBrz coupling with biomass carbon tube cluster, is proposed. The effective surface and interface modification of BixOyBrz can promote the effective separation and participation in catalytic reactions of photogenerated carriers. The optimal catalyst synthetic process can be established, and the catalytic reaction mechanism of catalytic conversion of CO2 to hydrocarbon fuel was revealed, through the exploration of the scientific and technical problems in the process of catalyst construction and catalytic conversion of CO2. The successful establishment of this catalytic system will provide a fundamental basis for CO2 energy conversion, which will have important scientific significance and academic value.

采用光催化技术将CO2还原为具有高附加值的碳氢燃料从而缓解日益紧张的能源压力,实现碳资源的回收利用,对改善能源结构、脱碳能源系统的建立具有重要的战略意义。BixOyBrz化合物具有独特的分层结构以及层间内电场,可有效促进电荷的分离和传输,进而增强光催化活性,但其具有光生载流子分离后易复合以及迁移到表面的光生载流子无法有效的参与催化反应的问题。本项目提出一种新型Bi表面自沉积BixOyBrz耦合生物质炭管簇复合光催化材料,通过对BixOyBrz进行有效的表面与界面调控促进载流子有效分离同时参与催化反应。通过对催化剂构建与催化转化CO2过程中科学与技术问题的探索;建立最佳的催化剂合成工艺;揭示催化转化CO2制备碳氢燃料催化反应机理;Bi/BixOyBrz/生物质炭管簇光催化转化CO2制备碳氢燃料催化体系的成功建立,将为CO2能源化转化提供理论及实验基础,具有重要的科学意义和学术价值。

项目摘要

采用光催化技术将CO2催化转化为具有高附加值的碳氢燃料从而缓解日益紧张的能源压力,实现碳资源的回收利用,对改善能源结构、脱碳能源系统的建立具有重要的战略意义。BixOyBrz与BixTiyOz化合物具有独特的分层结构以及层间内电场,可有效促进电荷的分离和传输,进而增强光催化活性,但其具有光生载流子分离后易复合以及迁移到表面的光生载流子无法有效的参与催化反应的问题。本项目通过耦合生物碳材料、构建特殊界面结构、构筑异质结等方式对Bi基半导体材料进行有效的表面与界面调控促进载流子有效分离同时参与催化反应。通过对催化剂构建与催化转化CO2过程中科学与技术问题的探索,建立最佳的催化剂合成工艺,揭示催化转化CO2制备碳氢燃料催化反应机理;Bi基复合材料光催化转化CO2制备碳氢燃料催化体系的成功建立,将为CO2能源化转化提供理论及实验基础,具有重要的科学意义和学术价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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