项目名称: 贵金属@半导体yolk-shell结构纳米粒子的可控制备及其光催化性能研究

项目编号: No.21471067

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 孙航

作者单位: 吉林大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 光催化技术被认为是解决环境污染和能源短缺问题的最有应用前景的技术之一。但是从太阳光的利用效率来看,半导体光催化剂还面临着光量子效率低、吸收利用波长范围有限的缺点。本项目拟设计制备贵金属@半导体yolk-shell结构纳米粒子用作可见光催化剂:贵金属杂化可将半导体光吸收范围扩展到可见光并提高光生电子和空穴的分离效率;同时yolk-shell结构可以提高光的吸收效率,且其大的比表面积有利于对反应底物的吸附,这都有利于提高可见光催化性能。我们将研究贵金属@半导体yolk-shell结构纳米粒子应用于不同种类有机污染物的光催化降解性能,并预期实现如下研究目标:1、发展一种宏量可控制备贵金属@半导体yolk-shell结构纳米粒子的有效方法;2、获得yolk-shell结构纳米粒子中影响光催化性能的关键参数;3、实现纳米粒子在不同条件下对多种有机污染物的高效可见光催化降解,明晰反应机理和动力学过程。

中文关键词: 表面等离子体共振;蛋黄-蛋壳结构;半导体;可见光催化;光降解

英文摘要: Photocatalytic technology is considered as one of the most promising technologies to solve energy shortage and environmental pollution. However, in view of light use efficiency, semiconductor photocatalyst is faced with low quantum efficiency and limited light absorption and utilization. In this project we plan to design and prepare noble metal@semiconductor yolk-shell structure nanoparticles as visible light photocatalyst. Hybriding with noble metal nanoparticles, the optical absorption band of semiconductor nanoparticles can be extended to visible light and the separation efficiency of photogenerated electrons and holes can be improved. Meanwhile, yolk-shell structure can improve the light absorption efficiency, and its large specific surface area is favorable for the adsorption of reaction substrate. Thus, the noble metal@semiconductor yolk-shell structure nanoparticles are considered to enhance the visible light photocatalytic performance. We plan to investigate the photocatalytic degradation of different kinds of organic pollutions by use of the prepared noble metal@semiconductor yolk-shell nanoparticles and perform the following targets: 1. to develop an effective method for the scalable and controlled synthesis of noble metal@semiconductor yolk-shell structure nanoparticles. 2. to obtain the key effect parameters of yolk-shell nanoparticles on photocatalytic degradation properties. 3. to realize the efficient visible light photocatalytic degradation of organic pollutions on different conditions by use of the yolk-shell nanoparticles and clarify the reaction mechanism and kinetics.

英文关键词: surface plasmon resonance;yolk-shell structure;semiconductor;visible light photocatalysis;light induced degradation

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