This project focuses on the design of new nano composite structure by nano level layer-by-layer assembly technique, to prepare Bell-Shaped Core-Shell Nanoparticles (BSCS-NPs) with titanium dioxide shell and rare earth metal oxide core. The purpose is to broaden the visible light responding range of titanium dioxide by optimizing its band gap, and solve the low visible light utilization and insufficient quantum efficiency problem of the traditional titanium dioxide photocatalytic materials. We will describe the microstructure of the BSCS-NPs, and explore the inherent relationships among the structure, band gap and photocatalytic performance. Based on the experimental data and theoretical guidance, we envision to reveal the mechanistic pathway how rare earth metal oxides could expand the light responding range of titanium dioxide. In this investigation, we hope to establish the new model for nano core-shell composite materials, summarize the asembly principle, and then enhance its industrial application process. Overall, we anticipate developing a highly selective and versatile nanoscale assembly technology to prepare novel functional nanomaterials.
本项目重点从新型纳米复合材料的结构设计出发,通过纳米层面的逐层组装技术制备以二氧化钛为外壳,稀土氧化物等为内核的铃铛型核-壳立体式纳米复合材料,优化二氧化钛禁带宽度,提升其可见光响应范围,解决传统二氧化钛基光催化材料存在可见光利用率和光量子效率低等不足;从理论和实验角度对铃铛型核-壳立体式稀土-氧化钛纳米复合材料进行性质表征和光催化性能评价,详细描绘材料微观结构,探究其禁带宽度、结构与光催化性能之间的内在关联,揭示稀土氧化物拓展二氧化钛光响应范围的机理,建立纳米核-壳复合材料新模型,总结其中规律,推进二氧化钛基光催化材料的工业化应用进程,同时研发高选择性、多功能性、多通用性纳米级组装合成新技术,丰富纳米功能材料族群,为纳米合成技术的发展注入新鲜血液。
本项目着重探索了核-壳立体式纳米材料的制备方法及其性能的潜在应用,取得了阶段性的研究成果,并拟以研究论文的形式公开发表。与此同时,我们还积极拓宽了研究领域,已与本单位催化领域的研究小组合作开展了多项科学研究工作,在新型[2+2]环化反应以及过渡金属催化的联芳烃官能团化转化方面取得了较好的合作成果。本项目主持人作为唯一通讯作者在Org. Lett.上发表论文1篇;并在J. Am. Chem. Soc. (2篇),Angew. Chem. Int. Ed.(2篇),Chem. Commun. (1篇),Org. Lett. (1篇),J. Org. Chem. (1篇)等国际权威期刊上合作发表研究论文7篇。
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数据更新时间:2023-05-31
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