具广谱吸收特性的MOF基光催化材料的可控合成及性能研究

基本信息
批准号:21701160
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:李丹丹
学科分类:
依托单位:安徽大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐海群,蔡国瑞,杨其浩,徐彩云,刘航
关键词:
可控合成广谱吸收光催化MOF基材料
结项摘要

Efficient utilization of solar energy is a high-priority target and controllable synthesis of suitable materials as photocatalysts that not only can harvest the broad wavelength of solar light, from UV to near-infrared (NIR) region, but also can achieve high and efficient solar-to-hydrogen conversion is one of the most challenging missions. Emerging as a relatively new class of porous materials, metal-organic frameworks (MOFs), possessing high degree of crystallinity which can effectively reduce the recombination between electrons and holes, have captured intensive attention in photocatalysis. However, to our knowledge, there has not been any targeted investigation on NIR-light-driven MOF-based photocatalysts for H2 production. In this proposal, we try to design and synthesis of different types of MOF-based photocatalysts with broad-spectrum absorption via different strategies to extending absorption of MOFs in the NIR region for the first time. The influences on catalytic performance will be thoroughly explored by the experimental data and theoretical calculations, and summarizing the law. It is anticipate that the implementation of this project will offer new idea to design novel photocatalysts with broad-spectrum absorption, as well as providing novel methodologies to realize efficient solar-to-hydrogen conversion.

可控制备具广谱吸收特性(紫外到近红外光区域)的光催化剂,实现太阳能的有效利用,将太阳能到氢能的转换在通往实际应用的道路上继续推进,具有重要性和迫切性。金属有机框架材料(MOFs)因其高度的结晶性,可以有效降低光生电子和空穴的复合几率,在光催化方面的应用受到了强烈的关注,然而能够实现近红外光驱动的光解水制氢的MOFs至今仍未见报道。因而,本项目首次提出,根据不同的策略拓展MOFs在近红外光区的吸收,设计合成不同类型的具广谱吸收特性的MOF基光催化剂,实验与理论计算相结合,总结规律,为制备新型广谱吸收光催化剂提供新思路,为实现太阳能到氢能的高效转换提供新方法。

项目摘要

可控制备具广谱吸收特性的光催化剂,实现太阳能的有效利用,将太阳能的有效转换在通往实际应用的道路上继续推进,具有重要性和迫切性。金属有机框架材l料(MOFs)因其高度的结晶性,可以有效降低光生电子和空穴的复合几率,在光催化方面的应用受到了强烈的关注。首先,本项目根据不同的策略制备MOFs光催化材料,从增强电子空穴分离效率及提高电子空穴利用率两个方面改善MOFs的光催化性能,为光催化效率的提高提供材料的构筑模型;其次,将等离子体激元和上转换效应整合到MOF复合材料中,该复合材料在紫外,可见光甚至近红外光照射下均表现出了可观的产氢速率,为开发新型高效具广谱吸收特性的光催化剂开辟了一条新的途径。该项目实验与理论计算相结合,总结规律,为制备新型高效光催化剂提供了新思路,为实现太阳能的高效转换提供了新方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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