元素掺杂对还原态二氧化钛光电子存储的调控

基本信息
批准号:21403140
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:苏娟
学科分类:
依托单位:上海科技大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜飞虎,朱前程,唐川林,王宗凯,龙杰
关键词:
还原态二氧化钛光电子存储元素掺杂缺陷三价钛
结项摘要

Under the pressure of energy crisis and environmental pollution, solar energy harvesting have been the focus of scientific research in recent decades. Photoelectron storage as a special kind of solar energy storage, has gained wide attention in the field of energy research. The photoelectron storage process can be summarized as following: the photo-generated electrons can be stored in the semiconductive materials (exemplified with TiO2 here) with the photo-generated holes being consumed by sacrificial agent. The reduced titania (SR-TiO2) synthesized by photochemical reaction will be studied as a typical photoelectron storage material in this project. Aromatic compounds can be selectively reduced by electrons stored in SR-TiO2 under mild reaction conditions, promising potential applications of SR-TiO2 in the industrial organic synthesis. In this project, a series of heteroatoms would be introduced into the crystal lattice of SR-TiO2 material to further tune its electronic structure for higher storage capacitance of photoelectrons. More importantly, this project aims to gain better understanding on the effect of heteroatom doping on the structure, properties and photoelectron storage performance of SR-TiO2, supplying useful information for further application of SR-TiO2 as advanced energy storage materials.

在能源危机和环境污染的双重压力下,太阳能的转化利用一直是近几十年科学研究的重点方向。光电子存储作为太阳能存储的一种特殊形式,已经得到了能源研究领域的广泛关注。光电子存储的过程可总结为:半导体被光激发后,随着光生空穴被牺牲剂消耗光电子以某种形式稳定存储在材料中。光化学法合成的还原态二氧化钛(SR-TiO2)材料便是一种典型的光电子存储材料,它存储的光电子能在暗反应条件下选择性地还原芳香硝基化合物,反应过程环境友好且条件温和。因此,SR-TiO2材料在工业有机合成中具有重要的应用潜力。本项目拟在SR-TiO2材料中掺杂或者共掺杂一系列杂原子,并深入研究元素掺杂对材料的结构、性质及光电子存储性能的调控。该研究将进一步加深我们对半导体中光电转换和光能存储机理的认识,并为先进光电子存储材料的开发和利用提供参考。

项目摘要

太阳能转化和利用已成为当下解决能源危机和环境污染的重要策略。光电子存储作为太阳能存储的一种特殊形式,已经得到了能源研究领域的广泛关注。光电子存储的过程可总结为:半导体被光激发后,随着光生空穴被牺牲剂消耗,光电子以某种形式稳定存储在材料中。光化学法合成的还原态二氧化钛(SR-TiO2)材料便是一种典型的光生电子存储材料,且在绿色温和的化学合成领域具有重要的潜在应用价值。本项目不仅通过元素掺杂还原态二氧化钛系统研究了缺陷构筑机制及性能调控机制,而且从金属醇盐前驱体出发开发了二维超薄纳米层新材料体系。本项目并取得的一系列重要的研究成果,为开发先进的半导体功能材料及太阳能的有效转化和利用提供了重要的参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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