新型二维碳材料石墨烯在光催化分解水制氢中的应用研究

基本信息
批准号:21173242
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:吕功煊
学科分类:
依托单位:中国科学院兰州化学物理研究所
批准年份:2011
结题年份:2015
起止时间:2012-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张传卫,于翠琴,敏世雄,郭蒙,李波,崔恩田,杜全超
关键词:
石墨烯光催化制氢染料敏化半导体
结项摘要

新型二维碳纳米材料石墨烯是零带隙半导体,具有优异的电学性质和大的比表面积,这使得它有可能成为性能优异的电子传递的载体材料。本项目通过研究染料与石墨烯的不同结合方式,构建基于染料-石墨烯的可见光激发、迁移和反应的催化剂制氢体系。该体系能够发挥石墨烯优异的电子存储和转移性能,实现更高效率的电荷分离和更高速率的电荷迁移,有望获得高效稳定可见光催化制氢的新体系。通过对材料的结构,光电化学性质及光催化制氢性能的研究,阐明此染料光敏化石墨烯催化剂体系中光生电荷的分离、迁移的机制及其石墨烯与半导体之间的协同作用规律,为构建基于石墨烯材料的新型、高效光催化产氢体系提供参考。

项目摘要

本项目围绕新型二维碳材料石墨烯在光催化分解水制氢中的应用开展研究,取得了如下主要研究进展。在非铂光催化剂研究方面,发展了CoS/石墨烯、Ni@NiO/TiO2、CoSnxOy/石墨烯、NiSnxOy/石墨烯、少层MoS2/石墨烯复合光催化剂,将可见光产氢量子效率从6.7%提高至36%(460纳米)。在磁性Fe3O4/石墨烯复合催化剂中发现了石墨烯的表面自修复性能。在减少贵金属用量的研究方面,发展了RhSnxOy和Pt-Sn合金石墨烯复合氧化物光催化剂,该结果对于降低贵金属的用量有重要意义, 在430纳米条件下得到了87.2%的产氢量子效率。发现了在石墨烯复合催化剂上的染料共敏化现象,并在550纳米条件下,获得37.3%的产氢量子效率。发现了在敏化体系中Ru的催化和稳定染料的双重作用,在520纳米条件下,获得46.3%的产氢量子效率。发现并阐明了不同晶面的贵金属共催化剂产氢性能的差异,发现了石墨烯表面共催化剂明显促进表面电荷传输,在某些条件下,传输能力控制着制氢反应的效率,而非表面催化反应,该项成果被选为当期封面文章报道。发现水分解过程中的2电子过程之一的双氧水歧化反应也是光催化的过程,而非早先认为的热催化过程。

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

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

DOI:
发表时间:
2

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

DOI:10.7524 /j.issn.0254-6108.2017122903
发表时间:2018
3

基于综合治理和水文模型的广西县域石漠化小流域区划研究

基于综合治理和水文模型的广西县域石漠化小流域区划研究

DOI:10.14050/j.cnki.1672-9250.2017.02.014
发表时间:2017
4

非牛顿流体剪切稀化特性的分子动力学模拟

非牛顿流体剪切稀化特性的分子动力学模拟

DOI:10.7498/aps.70.20202116
发表时间:2021
5

中国出口经济收益及出口外资渗透率分析--基于国民收入视角

中国出口经济收益及出口外资渗透率分析--基于国民收入视角

DOI:10.12011/setp2020-2080
发表时间:2022

吕功煊的其他基金

相似国自然基金

1

二维共轭有机半导体材料实现高效光催化分解水制氢研究

批准号:21905095
批准年份:2019
负责人:杨喜业
学科分类:B0503
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

光催化分解水制氢的基础和应用研究

批准号:90210033
批准年份:2002
负责人:傅文甫
学科分类:B0202
资助金额:25.00
项目类别:重大研究计划
3

石墨烯基Z型光催化体系的构建及可见光全分解水制氢研究

批准号:51672099
批准年份:2016
负责人:向全军
学科分类:E0207
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

光敏活性配位聚合物-新型光催化制氢材料的合成、结构及光解水制氢研究

批准号:20871106
批准年份:2008
负责人:樊耀亭
学科分类:B0102
资助金额:34.00
项目类别:面上项目