复合型金属纳米空心材料的制备及其优异光催化降解特性研究

基本信息
批准号:11775134
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:刘向东
学科分类:
依托单位:山东大学
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:陈明,刘小标,曹得重,杨博,王羿文,张华,王大力,徐林林,王宪娟
关键词:
纳米结构纳米颗粒纳米孔离子束微纳结构调控纳米薄膜
结项摘要

The hybrid metal porous nano-cages with a controllable interior space and a distinctive porous shell have received increasing attention in recent years. The unique objects are characterized as fine nano-particles with lower densities, larger specific surface area, and higher permeability, possessing highly applications in super sensing (light, electron, magnetism) because of their excellent absorption in near-infrared and photo-thermal conversion properties. The properties of the hybrid nano-cages are strongly dependent on their porous surfaces and hollow interiors,. In this project, the hybrid metal nano-cages with hollow interiors will be devised through Galvanic Replacement Reaction (GRR) by pulsed laser ablation of Ag target in metal ion (HAuCl4, Na2PtCl4) solutions. The porous nano-cages with a controllable interior cavity should be synthesized during the replacement reaction between metal nano-particles and activated solution due to photo-thermal heating by pulses laser irradiation. The parameters of laser ablation/irradiation and solute concentration will play critical roles for controlling the replacement reaction degree and rate. Then, UV-Vis-NIR optical absorption spectrum of Ag/Au and Ag/Pt nano-cages will be used to investigate the strong and super wide adsorption of nano-cages in NIR. The profile of the NIR absorption is characterized by the continuous red shift, broadened and intensive spectral lines. The obtained hybrid Ag/Au and Ag/Pt nano-cages with superior improved photo-catalytic activity and excellent stability in photo-catalytic reduction will be investigated in this work. This project provides a new paradigm to obtain hollow like nano-cage directly from bulk materials and inspires deeper investigations for generation more complex structures by this strategy. The relevant physical mechanism obtained from theoretical models and experiments have significant implications for getting an insight into the properties of the porous nano-cages, offering the basis for further development of reliable applications with efficiency and defined purposes.

复合型金属纳米空心材料的独特壳层构型产生奇特的微观“包裹”效应,使其在超灵敏的光、电、磁、传感及吸附等方面呈现出优异特性。本项目充分发挥物理与化学合成优势,利用脉冲激光在金属离子(HAuCl4, Na2PtCl4)溶液中烧蚀Ag靶材,辐照诱导伽伐尼置换反应,实现可控合成Ag/Au和Ag/Pt纳米空心材料。系统分析Ag/Au和Ag/Pt纳米空心材料的近红外强吸收特性,深入研究合成材料的光催化性能与单分散的纳米空心结构的内在关联。采用电化学系统测试可见光照射下与空心Ag/Au和Ag/Pt纳米光催化剂光电极的循环伏安曲线。分析相关数据,在微观层次上,研究光生电子-空穴的激发、分离、复合及传输在光催化反应中的规律,揭示催化剂性能与结构之间的关系,阐明光催化还原转化 CO2及光催化降解甲基橙、亚甲基蓝等染料分子的机理。本项目研究成果将为后续研究该新型材料的众多优异特性奠定实验和理论基础。

项目摘要

本项目重点探索了激光液相辐照策略,通过激光有效激发二维材料h-BN、GO前驱体产生的活跃电子作为绿色高效的还原剂,实现了周围溶液中金属离子的有效还原,使得贵金属纳米颗粒成功负载生长在化学性质稳定的二维材料表面。基于此,可控合成了多种形态的金属基复合构型,如h-BN/Au、h-BN/CuAg、h-BN/PtPd、GO/Au等纳米复合材料,分别探索了其优异的表面增强拉曼散射及电催化性能。在制备过程中可以通过调节激光辐照时间调控复合构型中金属的含量,对其性能进行优化,并探究了优异性能产生的内在物理机理,为构建高性能的传感探测器与催化剂提供新思路。此外,基于GO表面丰富的含氧官能团,我们进行了有意义的扩展研究,在乙醇辅助作用下调控构建出GO/PtPd复合材料,进一步探索了GO/PtPd复合材料的电催化性能,对于多功能复合材料的前沿交叉研究具有重要意义。

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

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020

刘向东的其他基金

批准号:11572035
批准年份:2015
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:10872030
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:31070377
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:60573124
批准年份:2005
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:30971756
批准年份:2009
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:51465058
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31871960
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:39970048
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:31571625
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51406175
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:11375108
批准年份:2013
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
批准号:30571222
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:30771328
批准年份:2007
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51873195
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11075097
批准年份:2010
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:30270814
批准年份:2002
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:51876184
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31101693
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31672034
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10774052
批准年份:2007
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:30771418
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51573167
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81870397
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:38970171
批准年份:1989
资助金额:3.20
项目类别:面上项目
批准号:81270295
批准年份:2012
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31270352
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:10402003
批准年份:2004
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19975030
批准年份:1999
资助金额:16.50
项目类别:面上项目
批准号:39600008
批准年份:1996
资助金额:6.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31572375
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:41474060
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

模板光催化法制备高催化性能铂多孔空心纳米材料

批准号:21171049
批准年份:2011
负责人:白锋
学科分类:B0103
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

金属氧化物多层空心纳米材料的制备和性能研究

批准号:20871117
批准年份:2008
负责人:马颖
学科分类:B0103
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
3

新型空心结构金属纳米晶电磁屏蔽材料的制备与应用研究

批准号:50907072
批准年份:2009
负责人:范俊梅
学科分类:E0701
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于微生物形体可控的微纳米空心金属材料制备机理研究

批准号:50571003
批准年份:2005
负责人:刘建华
学科分类:E0106
资助金额:29.00
项目类别:面上项目