多孔SiC及Si1-xGexC固溶体的液相合成与光催化性能研究

项目名称： 多孔SiC及Si1-xGexC固溶体的液相合成与光催化性能研究

项目编号： No.21501120

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 宰建陶

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 光催化还原CO2可同时缓解温室效应和能源危机，日益受到人们的重视。SiC具有光生电子还原能力强、化学稳定性好等特点，是一种性能优良的光催还原CO2的催化剂。而大比表面积的多孔SiC可有效地提高其光催化性能。本项目以人工光合作用为研究背景，以大比表面积多孔SiC的液相合成为切入点，利用原位生成的无机盐纳米晶为模板，设计合成结晶性、比表面积、孔结构、半导体类型和能带结构等可调的多孔SiC材料，认识其形成机理。在此基础上，通过制备组成可控的Si1-xGexC固溶体调节其能带结构和光吸收性质。并以光催化还原CO2为指针，系统研究电子和物质在多孔SiC及Si1-xGexC固溶体中的行为和传输（扩散）规律，建立多孔材料组成、结构、电子传输（物质扩散）规律和性能之间的关系模型，为开发高效光催化剂提供依据。

中文关键词： 多孔碳化硅；光催还原CO2；Si1-xGexC固溶体；液相合成；能带调控

英文摘要： Photocatalytic reduction of CO2 can potentially solve the carbon emission problem and supply fuels at the same time. Thanks for the good chemical stability, high electron mobility, abundant active sites, facile charge/mass transport path and light trapping effects, porous SiC with large surface area is considered to be promised photocatalyst. This project aims on the controlled solution phase synthesis of porous SiC by utilizing the in-situ formed salts as templates. The composition, crystallinity, porous structure, surface area and other properties will be adjusted by changing the reaction conditions, such as reductant, precursor, solvent, temperature and time etc. Try to get a deep understanding to the formation mechanism of porous SiC and further explore the possibility and conditions of solution phase synthesis of Si1-xGexC. Basing on the performances of photocatalytic reduction of CO2, further researches will be focused on the study of electron transfer and mass diffusion in the porous carbon group materials. And try to supply scientific evidences for developing high efficient photocatalysts.

英文关键词： Porous SiC;Photocatalytic reduction of CO2;Si1-xGexC solid solution;Liquid synthesis;Tunable band gap