紫外-可见光驱动多维运动螺旋C-TiO2纳米马达及其光催化水净化应用

基本信息
批准号:51908366
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:孙燕明
学科分类:
依托单位:深圳大学
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:
多维运动高级氧化水净化碳纳米线圈二氧化钛
结项摘要

Photocatalytic materials with high activity, high stability and wide spectral response are at the forefront and hotspots in the field of photocatalysis. Photocatalytic micro-nano motor can accelerate the contact with the pollutant solution due to the movement, and effectively improve the photocatalytic degradation efficiency. However, there are currently problems such as single structure and motion mode, narrow spectral response range, high cost and easy secondary pollution. In response to this, the project plans to construct a new spiral C-TiO2 photocatalytic nanomotor. The composite system is expected to achieve unique multi-dimensional motion (radial, rotation and agitation) under ultraviolet-visible broad spectral response, good dispersibility, and strong photocatalytic oxidation and reduction ability, thereby improving the efficiency and thoroughness of photocatalytic water purification. Firstly, by studying the synergy between carbon nanocoils and TiO2, the structure-activity relationship between the structure and photocatalytic activity of helical nanomotors was explored. Secondly, through the surface modification and structural regulation, the multi-dimensional motion and control methods of nanomotors are studied. Finally, through water purification testing and theoretical analysis, the synergistic correlation between nano-motor microstructure, motion behavior and photocatalytic activity was explored, and the photocatalytic performance of spiral C-TiO2 nano-motor was effectively improved. This project strives to provide new ideas for designing and developing new high-efficiency and high-stability nano-motor photocatalytic materials, and also provides theoretical basis and technical support for the practical application of photocatalytic materials.

高活性、高稳定性、宽光谱响应的光催化材料是光催化领域的前沿和热点。光催化微纳马达由于运动可以加速与污染物溶液的接触,从而提高光催化降解效率。但目前存在结构和运动模式单一,光谱响应范围窄,成本高且易造成二次污染等问题。针对此,本项目拟构筑新型螺旋C-TiO2光催化纳米马达,有望在紫外-可见宽光谱响应下实现特有的多维运动(径向、转动和搅拌),光催化氧化和还原能力强,提高光催化水净化的高效性和彻底性。首先,通过研究碳纳米线圈与TiO2之间的协同作用,探索螺旋纳米马达结构与光催化活性的构效关系。其次,通过表面改性和微结构调控,研究纳米马达的多维运动和控制方法。最后,通过水净化测试和理论分析,探究马达微结构-运动行为-光催化活性的协同相关性,优化设计方案,有效提高螺旋C-TiO2纳米马达光催化性能。本项目为设计开发新型高效、高稳定性的纳米马达光催化材料提供新思路,也为其实用化提供理论依据和技术支持。

项目摘要

光催化微纳马达在环境应用领域具有巨大应用前景。研究以螺旋C-TiO2纳米马达运动控制及提高光催化活性为目标,在可见光下实现在水溶液中的不同模式运动控制,通过氧化还原反应加速降解溶液中的污染物。具体通过磁修饰C-TiO2纳米马达实现对其运动的控制,通过Al2O3掺杂和表面改性处理等方法来研究对C-TiO2纳米马达光催化活性的影响。实验结果表明:不同模式的运动可以大大提高光催化剂的光催化效率,磁修饰驱动的方式对纳米马达的有效回收利用奠定基础;通过掺杂和等离子体表面改性可以有效提高纳米马达光催化水净化效率,最终可以实现对污染物的完全降解。通过水净化测试和理论分析,探究马达微结构-运动行为-光催化活性的协同相关性,优化设计方案,有效提高螺旋C-TiO2纳米马达光催化性能。本项目为设计开发新型高效、高稳定性的纳米马达光催化材料提供新思路,也为其实用化提供理论依据和技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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