项目名称: 模拟光合作用的大比表面积、高结晶度超长TiO2纳米纤维光催化材料制备

项目编号: No.21301155

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 汪丽娜

作者单位: 浙江理工大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 本课题发展反应空间限域与动态调整的水热合成方法,实现大比表面积和高结晶度一维超长TiO2纳米纤维的定向生长与组装;在原子或分子水平上认识一维纳米材料的成核、生长机制以及一维纳米结构与新性质的关系。模拟光合作用,采用卟啉敏化方法修饰TiO2纳米纤维,研究卟啉光敏TiO2纳米纤维体系的能量转换和能带结构与反应物的电极电位及可见光能量的匹配,减少电子和空穴的复合几率。使得对可见光谱的吸收大大增加,实现可见光催化并提高光催化效率。利用卟啉敏化的TiO2纳米纤维组装高效稳定的、自支撑的、多孔的从紫外光至可见光都有响应的无机纳米纤维薄膜,此薄膜在水处理领域可同时实现过滤薄膜和光催化薄膜的双重作用。

中文关键词: 二氧化钛;钛酸盐;贵金属;改性;光催化

英文摘要: Photocatalytic reaction has been studied since the photolysis of water by TiO2 photocatalyst in 1972, and the photo-generated holes or OH radicals can be powerfully oxidized species to decompose and mineralize a large variety of organic compounds. However, the problems such as separation, recovery, and activities of TiO2 or titanate photocatalyst still remain as a challenge. To solve the problems of separation and recovery of the large surface area nanostructure photocatalyst, free standing membrane from long catalytic titanate nanowire would be synthesized, and concurrent filtrate and photocatalytic oxidize of pollutants can be easily realized in aqueous solution. To improve the photocatalyst property of nanosized TiO2 or titanate, modification of the band gap of TiO2 by sensitizing with dyes would be developed. Metal porphyrin may be an appropriate candidate among these dyes because of its high absorption coefficient within the solar spectrum and its good chemical stability in comparison to that of other dyes. In this proposal, a confined envioment and controlled pressure hydrothermal method would be developed to prepare ultra-long titanate nanowire catalysts, and then modified the metal porphyrin on the catalytic nanowire. Finally, the free-standing-membrane or the FSM-based 3D devices would be fabricated.

英文关键词: titania;titanate;noble metal;modification;photo catalysis

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