环糊精调控量子点与分子催化剂自组装光催化产氢研究

基本信息
批准号:21773184
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:王宁
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李珺,蒋海英,赵鑫,张炜,赵东波,徐余静
关键词:
水制氢自组装环糊精分子催化剂量子点
结项摘要

Direct conversion of solar energy into chemical fuels such as hydrogen by photoinduced water splitting is one of the promising methods to meet globally ever-increasing energy demands and solve pollution problems. The key issue for approaching this target is to develop highly efficient, robust, and cheap photocatalytic systems. It has been found that the integration of molecular catalysts with inorganic light harvesting materials is an effective method to construct highly efficient and robust photocatalytic systems. This project focus on the homogeneous β-CD-controlled self-assembling systems based on CdTe quantum dots and molecular catalysts for photocatalytic hydrogen production in water. (1) The hydrophobic cavity of CD could mimic the protein environment that surrounds the active site of metalloenzymes to prompt the stability of molecular catalyst. (2) The concentration of catalyst on the surface of photosensitizer could be increased by the self-assembled reaction between catalyst, CD and QDs, while the photoinduced electron would be accelerated by shorten the distance between QDs and catalyst. (3) The hydrophilic surface and macrocyclic structure of CD impede the aggregation of QDs in solution. According to the project, we hope to find out a simple and effective way to improve efficiency service life of the photocatalytic system for hydrogen production.

利用太阳能光解水制氢是解决人类社会面临的能源危机和污染问题的理想途径。研究表明,分子催化剂与无机光敏材料结合是构建高效、稳定、经济适用的均相光催化产氢体系的行之有效的方法。本项目拟将含巯基的β-环糊精通过S原子连接在量子点CdTe表面,并通过其空腔包结分子催化剂,构建纯水相自组装光催化水分解制氢体系:①利用环糊精的疏水空腔模拟自然界生物酶中的第二配位环境,提高分子催化剂的稳定性;②通过量子点、环糊精、催化剂三者之间的自组装反应,提高光敏剂表面催化剂的浓度,缩短光敏剂和催化剂之间的距离,加快光诱导电子转移速率,提高光催化效率;③利用环糊精的亲水大环外壳提高量子点和催化剂在水中的溶解度,抑制量子点的凝聚,提高光敏剂的稳定性。本项目的顺利开展,将为设计出更高效、更稳定的光催化水分解制氢体系提供实验基础和理论依据。

项目摘要

人工光合作用是指利用阳光将水、二氧化碳转化成氧气和高附加值的燃料分子(H2、CO、CH4等)。本项目提出针对不同的催化体系,引入合适的分子间作用力,通过超分子作用来提高体系的催化性能。主要研究内容分为以下三个方面:1)以大环化合物为主体,产氢催化剂为客体,通过主客体化学形成的包合物,再将其与光敏剂链接,成功构建了[光敏剂-大环化合物-催化剂]三元超分子体系。2)将超分子作用应用于水氧化反应中。通过静电作用促进两个催化剂分子之间的O-O键耦合,使Ru(bda)类水氧化催化剂的活性提高了一个数量级。3)我们还设计合成了一些具有电催化产氢性能的功能配合物与纳米材料,探索其构效关系。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
4

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
5

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019

王宁的其他基金

批准号:21706128
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804096
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272028
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:31872346
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:71774021
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:41201367
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21807048
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200475
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61605148
批准年份:2016
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69774023
批准年份:1997
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:51607153
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902007
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573425
批准年份:2015
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:40802010
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202047
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100828
批准年份:2011
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61771431
批准年份:2017
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81100679
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10875031
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:10347142
批准年份:2003
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51875067
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31701450
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60874072
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:41601261
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61761016
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81502130
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51903247
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703449
批准年份:2017
资助金额:20.10
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51009017
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21101057
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860054
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21506111
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61370060
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:41603009
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61902365
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21575009
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21173017
批准年份:2011
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51708518
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30771525
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:30801019
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31360510
批准年份:2013
资助金额:51.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81202096
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51272011
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81901350
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11904219
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602109
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1867212
批准年份:2018
资助金额:260.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31671140
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51868021
批准年份:2018
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21301163
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41301049
批准年份:2013
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41403011
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51272037
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:71373034
批准年份:2013
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:41501290
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81804171
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71702141
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51405159
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31240015
批准年份:2012
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51379002
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81401808
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773733
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61201402
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702677
批准年份:2017
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1504703
批准年份:2015
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目
批准号:71401016
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81772795
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:21204097
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40673059
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51775152
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81302808
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11275052
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21407097
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61573311
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51505047
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51873020
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:31401633
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401402
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:49902004
批准年份:1999
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19474028
批准年份:1994
资助金额:6.50
项目类别:面上项目
批准号:11604338
批准年份:2016
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21104077
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21875274
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51201085
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30972086
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:81360510
批准年份:2013
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51707134
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50802013
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801312
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:68671033
批准年份:1986
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:31372299
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:81601716
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31100825
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31572392
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11674294
批准年份:2016
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:31660123
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

“分子-碳纳米材料”型仿生析氢催化剂/光催化剂的设计、制备及可见光催化产氢研究

批准号:U1662114
批准年份:2016
负责人:王锋
学科分类:B08
资助金额:65.00
项目类别:联合基金项目
2

新型具有电和光催化产氢双重功能催化剂的设计与研究

批准号:21875074
批准年份:2018
负责人:展树中
学科分类:B0901
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

卟啉/多酸可控共组装及其可见光催化产氢研究

批准号:21601049
批准年份:2016
负责人:王亮
学科分类:B0102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

光催化产氢非贵金属助催化剂的设计与制备及机理研究

批准号:51472193
批准年份:2014
负责人:张军
学科分类:E0207
资助金额:83.00
项目类别:面上项目