Photoelectrocatalytic technology is one of the most promising approaches for microcystin (MC). The important aim is realzing the synergy effects from the "light" and the "electricity". In this project, we will select the n-typed semiconductiors (WO3, Fe2O3, etc.) photoanodes and g-C3N4 to fabricate the heterostructures, deeply study the effects of reaction conditions on the characteristics of basic units of the g-C3N4 and semiconductor heterostructures; the effects of the characteristics of basic units on the visible-light-driven photoelectrocatalytic degradation for MC of g-C3N4 -based heterostructures, the effects of bias voltage, the initial concentration, the water parameter on the visible-light-driven photoelectrocatalytic degradation for MC, the evolvement prcess and rule of MC during the photoelectrocatalytic degradation; the controllable regulation and kinetic (or thermodynamic) law of excitation, migration and transformation of photon-generated carrier of heterostructures during the photoelectrocatalytic degradation, realize the selection and optimization of high-efficency photoelectrocatalytic technology for MC, establish a steady theoretical foundation and provide a suitable structure system for the development of ideal photoelectrocatalytic technology for MC.
太阳能光电催化降解技术是当前处理环境污染物微囊藻毒素的理想手段之一。系统研究该降解技术,实现"光"与"电"协同作用改善降解效率是其相关研究面临的主要问题。本课题拟选用n型可见光响应半导体(WO3、Fe2O3等)光电极与g-C3N4构筑异质结构体系,深入研究反应条件及光电极表面性质对超异质结构体系建构单元特征的调控规律与电子输运的规律;异质结构光电极建构单元特征(如表面性质、生长取向、复合比例及复合方式)对可见光电催化降解MC行为的影响规律;光电催化氧化过程中,外加偏压、电解质溶液成份、污染物初始浓度以及水体参数等对可见光电催化降解MC行为的影响规律;光电催化氧化过程中MC分子的演变历程及规律;异质结构体系光生载流子定向激发、迁移与转化过程的调控规律及其反应的热力学与动力学规律,以实现可见光电催化降解MC过程的优化,为开发出具有实际应用价值的治理MC技术奠定坚实理论基础。
基于光电/电化学技术在有机污染物去除方面的独特优势,我们将g-C3N4基质与无机半导体纳米材料进行复合,实现了系列高效光电催化体系的构建及优化。探索了合成策略(如溶胶-凝胶法、水热法、微波法等)对调控无机纳米材料尺寸和性能的作用;研究了合成条件对g-C3N4形貌及太阳能转换性能的调控规律;获得了一类超薄新型C3N4基光催化体系,并深入研究超薄C3N4与金属纳米颗粒、半导体材料复合体系在光催化降解有机污染物方面的应用及其光催化反应机理,为开发具有实际应用价值的光催化剂提供系统的理论指导。目前已发表与本项目相关的论文25篇,申请国家发明专利8项,入选教育部青年长江学者,江苏省双创团队领军人才等重要省部级人才称号,获得中国石油和化工联合会科技进步一等奖,江苏省化学化工学会时均青年创新奖等科技奖励。已培养硕士毕业生5名,指导在读硕士5名,在读博士3名。
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数据更新时间:2023-05-31
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