有序介孔二氧化钛/二硫化钼叠层复合体的表面氢化及光催化性能研究

基本信息
批准号:21376065
项目类别:面上项目
资助金额:88.00
负责人:周卫
学科分类:
依托单位:黑龙江大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张祚望,王瑞红,王蕾,曲阳,李婷,周娟,张琪
关键词:
光催化介孔二氧化钛表面氢化二硫化钼异质结
结项摘要

The purpose of this project is to explore an effective synthesis approach for the design and synthesis of ordered mesoporous TiO2/MoS2 laminated composites and their surface hydrogenation, which possess high visible light photocatalytic performance. Firstly, through press-induced assistant in-situ intercalation technique, mesoporous TiO2 sols were introduced into the interlayers of MoS2. Then, well-ordered mesoporous structure was formed after evaporation-induced self-assembly process. Finally, the surface hydrogenated ordered mesoporous TiO2/MoS2 composites were fabricated after controlling the thermal treatment conditions under inert gas and hydrogen gas protection. The composites could utilize the excellent visible light photocatalytic performance and mass transfer of the surface hydrogenated ordered mesoporous TiO2, and the special layered structure and high in-plane carrier mobility of MoS2, extending the photoabsorption range and increasing the separation efficiency of photogenerated carriers. Moreover, muti-functional heterojunction composites can be also obtained through nanocasting approach to introduce the narrow bandgap semiconductor and metal nanoparticles or clusters into the ordered mesopore channels. In order to promote the practical application process of the ordered mesoporous TiO2/MoS2 in photocatalytic fields, the relationship of ordered mesoporous TiO2/MoS2 between the structure and property, the surface energy level of the composites, the reaction dynamics process and the mechanism of energy transfer, the information of transfer, separation and recombination for photogenerated charge carriers will be also performed, utilizing the modern characterization combined with steady and transient photovoltaic characterization methods and X-ray synchrotron radiation technique.

本项目拟设计合成有序介孔二氧化钛/二硫化钼叠层复合体,进而对其表面氢化,制备高活性的可见光催化剂。采用压力诱导辅助原位插层技术,使介孔二氧化钛溶胶进入二硫化钼层内,经蒸发诱导自组装形成有序介观结构,惰性气体及氢气气氛下控制热处理条件使其表面氢化得到氢化的有序介孔二氧化钛/二硫化钼叠层复合体,它能充分利用氢化介孔二氧化钛优良的可见光催化性能和传质能力及二硫化钼独特的层状结构和高的面内电子迁移率,拓宽光吸收范围并提高光生电荷分离效率。利用纳米铸造等方法将窄带隙半导体、金属纳米粒子或团簇植入到介孔二氧化钛孔道中,制备多功能异质结复合体。利用现代表征手段,结合稳态与瞬态光伏、X射线同步辐射技术,揭示介孔二氧化钛/二硫化钼结构与性能的关系、复合体表面态能级以及光生载流子的动力学过程和能量传递机制,提供载流子迁移、分离和复合等表面态信息,以推动有序介孔二氧化钛/二硫化钼复合体在光催化领域的实用化进程。

项目摘要

本项目设计合成了高热稳定性有序介孔黑二氧化钛可见光催化材料,采用压力诱导辅助技术制备了介孔二氧化钛/二硫化钼叠层复合体,进而对其表面氢化,制备了高活性的可见光催化剂。它能充分利用氢化介孔二氧化钛优良的可见光催化性能和传质能力及二硫化钼独特的层状结构和高的面内电子迁移率,拓宽光吸收范围并提高光生电荷分离效率。采用湿浸渍等方法制备了系列介孔二氧化钛组装体可见光催化剂,进一步提高了光生载流子的分离效率。利用现代表征手段,结合稳态与瞬态光伏、X 射线同步辐射技术,揭示了介孔二氧化钛/二硫化钼结构与性能的关系以及载流子迁移、分离和复合等表面态信息。此外,针对纳米材料光催化悬浮体系实用化的瓶颈-循环利用和光捕获问题,开展了自漂浮型多孔黑二氧化钛太阳光催化剂的实用化探索研究,推动了介孔二氧化钛基复合材料在光催化领域的实用化进程。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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