可见光响应型层状固体酸（盐）类光催化材料的设计及其光催化还原CO2反应的研究

光催化还原CO2技术在太阳能转化,开辟化学资源新途径，降低温室效应等方面具有重大社会与经济效益。层状固体酸（盐）具有独特的结晶构造和光电响应特性，以这类材料为基础进行CO2光催化还原催化剂开发和相关反应研究具有重要的应用前景和理论价值，但到目前为止尚缺乏相关研究。本项目旨在进行以下内容的研究：（1）探索层状固体酸（盐）类光催化材料能带调变、层间修饰、结构和形貌设计的新方法和新技术，开发基于层状固体酸（盐）的高可见光吸收、高量子效率的CO2光催化还原催化剂；（2）开展光催化过程的微观作用机理研究和构效关系研究，探讨这类材料的结晶/电子构造、织构、形貌、酸碱性等物理化学性质对CO2光催化还原性能的影响；（3）以催化和表面研究的技术手段研究层状固体酸（盐）类催化剂上CO2光催化还原反应的作用机制和反应机理。通过本项目有望在光催化材料设计、光催化理论和CO2光催化还原反应机理等反面取得研究成果。

光催化还原CO2技术在太阳能转化,降低温室效应等方面具有重大社会与经济效益。本项研究合成了系列钛基、铌基、钽基光催化材料，评价了该系列材料光催化还原CO2反应的性能，探讨了该类材料的晶体构造、元素组成、酸碱性、结构形貌、表面修饰等因素对CO2光催化还原反应性能的影响。我们着重研究了铌基层状固体酸光催化材料上CO2光催化还原反应，探索了层状固体酸（盐）类光催化材料能带调变、组成和结构设计的新方法和新技术。制备了具有特定结构形貌、光电性能的铌酸光催化材料，考察了材料的特性如层状结构、质子酸酸性对CO2光催化还原反应性能的影响。利用表面研究的技术和手段探讨催化剂表面构造、反应物分子吸附态、气固相催化作用的过程和机制，初步揭示了CO2的光催化还原反应的机理。发展出系列对层状铌酸光催化材料进行可见光改造的新方法，如离子掺杂、异质结构造搭建等。通过该项目资助，培养了6名研究生（毕业4名，在读2名），发表了9篇SCI检索论文（已发表8篇，接收1篇；其中IF > 3.0 论文6篇）。