染料敏化的光捕获型金属有机框架材料的设计、制备及光催化产氢性能研究

项目名称： 染料敏化的光捕获型金属有机框架材料的设计、制备及光催化产氢性能研究

项目编号： No.21371153

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 臧双全

作者单位： 郑州大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 在绿色植物光合作用系统中实现的光驱动化学反应，如水的分解、二氧化碳的还原等，能够把丰富且可再生的太阳能转变成化学能。金属有机框架（MOFs）材料为把不同的功能组份有机地组装在一起获得人造光合作用系统提供了平台，并在光捕获和光催化方面显示出诱人的应用前景。本项目拟设计合成吖啶、硫堇及花青类染料功能基团修饰的可见光响应型芳香多羧酸配体，与Zn(Ⅱ)，Cd(Ⅱ)，Ti(Ⅳ) 和Zr(Ⅳ)等金属离子组装得到兼具染料光敏特性、半导体性质和MOFs结构特点的新型晶态光催化材料。通过分析其可见光吸收和光致电荷迁移，揭示其结构与光捕获性能之间的关系，并系统研究其光捕获和光致电荷分离的机理、影响因素以及光催化产氢效率等。在此基础上，利用原位还原获得Pt@MOFs杂化材料提高光催化产氢效率。该项目的研究既可以为新型光催化剂的设计与合成提供新的思路，也可以为光催化制氢的实际应用提供更多科学理论依据。

中文关键词： 金属有机框架；光捕获；光/电催化；产氢；氧还原

英文摘要： Light-driven photochemical reactions in photosynthesis of green plants, such as water splitting and carbon dioxide reduction, can transform abundant and renewable sunlight energy into chemical energy. Metal-organic frameworks (MOFs) provide a potential pl

英文关键词： Metal-Organic Frameworks；Light-harvesting；Photo/electro-catalysis；Hydrogen Evolution；Oxygen Reduction