功能化联噻唑钌、钴和铜配合物的合成与光催化水制氢研究

基本信息
批准号:21571064
项目类别:面上项目
资助金额:75.00
负责人:曾和平
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王婷婷,谢彦,曾功昶,肖逸帆,霍景沛,何俊杰,李崧,刘洪燕
关键词:
光电材料光催化水制氢功能配合物纳米金属材料太阳能制氢
结项摘要

The global energy resources are mainly from fossil fuels (oil, coal and gas), in which the fossil fuel supplies are assumed to be depleted in several years. The combustion of these fossil fuels has caused a series of critical environmental problems, ranging from air and water contamination to global warming. Hence, seeking an alternative clean energy is urgently needed. Among all of the renewable sources, solar energy is one of the most feasible and attractive energy sources. And thus, there is an ever-growing need for the harvest and conversion of solar energy into a usable energy.Recent advances in photocatalytic H2 generation under visible light irradiation has been shown a myriad of inorganic semiconductors photocatalysts, including oxides, sulfides and oxynitrides. However, there exists some intrinsic drawbacks among them, such as poor optical absorption ability for wide band gap oxides, poor photochemical stability for sulfides, and complicated preparation processes for oxynitrides, still significantly limit their practical application for photocatalytic solar-hydrogen conversion. Compared with those inorganic semiconductor-based photocatalysts, organometallic complexes have demonstrated efficient visible light absorption and good photochemical stability, as well as facile preparation methods.A series of novel photocatalysts were synthesized successfully and characterized. Through the optimization of the proportion of each component, the best photocatalytic performance was observed for composite 6 (2.0 wt% C60). It also exhibits an exceptionally high rate of hydrogen production at 7.39 mmol h1 g1 under visible light illumination, and shows relatively high reusability. More importantly, this work not only offers a stable and efficient nanocomposite photocatalyst but also sheds light on new inroads for engineering cost-effective nanocomposites, which could open up new insights to promote the improvement of photocatalytic conversion efficiency for metal complexes.

各国能源消耗持续增长,石油、煤、天然气传统燃料储量有限,能源需求面临严峻挑战.因此,开发清洁能源代替化石能源,成为全人类共同目标.氢能源作为一种清洁能源,是当前国内外研究热点之一,对解决能源紧缺、减小环境污染等问题具有重要意义.光催化水制氢引起国内外专家兴趣.常用光催化剂主要有两种,1)无机半导体材料,2)有机金属配合物半导体材料。虽然无机半导体材料价格比较便宜,由于它们仅能吸收紫外光,大部分可见光不能利用;有机金属配合物因其独特的光催化活性,特别是在可见光区域,越来越受到人们的关注.随着光催化水制氢研究的不断深入,过渡金属类配合物如钌、钴、铜都具有未填满的轨道,作为光生电子和空穴分离中心,利于光催化剂吸收可见光,合成能高效吸收可见光的过渡金属配合物,利于提高光量子产率.是本申请项目设计合成有机功能化联噻唑金属配合物的目的.初步与C60共催化效果显著,将进一步扩展与纳米金属共催化研究.

项目摘要

本项目光催化制氢作为一种具有前景的能源转化方式,受到了广泛关注。但是光催化过程中的三个步骤(光吸收、载流子分离、表面反应)效率较低,目前难以实现工业应用。合成了系列功能化Co-2TPABTz光催化剂和系统表征了其结构,证实了优异的光催化水制氢活性,含10%Ag纳米颗粒的光催化剂产氢达到20.65 mmol h−1g−1。增强光催化活性是由于多孔的Co-2TPABTz与表面等离子体Ag NPs的协同作用。虽然无机半导体材料价格比较便宜,由于它们仅能吸收紫外光,大部分可见光不能利用;有机金属配合物因其独特的光催化活性,特别是在可见光区域,越来越受到人们的关注.随着光催化水制氢研究的不断深入,过渡金属类配合物如钌、钴、铜都具有未填满的轨道,作为光生电子和空穴分离中心,利于光催化剂吸收可见光,合成能高效吸收可见光的过渡金属配合物,利于提高光量子产率.这类新型的光催化剂不仅前景光明,而且具有潜在的应用。本研究聚焦于宽光谱吸收、用Ag和Cu纳米粒子作为表面等离子体,有效的分离光生电子-空穴对、表面反应的机理和改性光催化剂的制氢应用,构建高效制氢光催化剂。

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

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
4

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
5

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022

曾和平的其他基金

批准号:60478011
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:61127014
批准年份:2011
资助金额:280.00
项目类别:专项基金项目
批准号:91021014
批准年份:2010
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划
批准号:10774045
批准年份:2007
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:41461061
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20671036
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:21371060
批准年份:2013
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:20471020
批准年份:2004
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:20071012
批准年份:2000
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:21071054
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:11434005
批准年份:2014
资助金额:380.00
项目类别:重点项目
批准号:10374028
批准年份:2003
资助金额:31.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

钌配合物作为半导体敏化染料在光催化制氢中的性能和电子转移研究

批准号:21101121
批准年份:2011
负责人:蔡苹
学科分类:B0102
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

多孔骨架型富铜和银硫属化物的调控合成和可见光催化分解水制氢研究

批准号:21301035
批准年份:2013
负责人:姚华刚
学科分类:B0305
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

具有电催化制氢功能金属配合物的设计、合成与研究

批准号:21271073
批准年份:2012
负责人:展树中
学科分类:B0102
资助金额:80.00
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