项目名称: 基于吸收调控和助催化剂构筑的Au敏化半导体复合材料上高效可见光水分解研究

项目编号: No.21503145

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 有机化学

项目作者: 刘乐全

作者单位: 天津大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 作为极具潜力的可见光响应Au敏化半导体体系,其非常有限的可见光水分解效率一直是困扰该领域的难题之一。本项目的核心是通过提升金属带间跃迁有效吸收和Au活性位上助催化剂构筑两方面来实现Au敏化半导体上高效可见光水分解。具体包括:(1)AuCu为代表的Au基合金敏化半导体复合材料的制备;(2)Au活性位上NiO,CoOx为代表的助催化剂构筑;(3)综合运用TEM、XRD、UV-vis、XPS、以及瞬态荧光光谱等手段详细研究合金和助催化剂的形成、分布、吸收、化学状态及对载流子寿命的影响和规律;(4)以可见光水分解为主要探针反应来研究金属带间跃迁提升和Au表面助催化剂构筑对光催化活性的有效促进作用。本项目的科学意义在于,探索金属有效光吸收与敏化半导体复合材料光催化效率之间的内在联系,考察金属表面助催化剂构筑对光催化活性的影响及规律,为进一步开发高效可见光响应金属敏化半导体复合材料奠定基础。

中文关键词: Au敏化半导体复合材料;可见光响应;带间跃迁;助催化剂构筑;光催化水分解

英文摘要: As one of the most promising system for visible-light response, Au photosensitized semiconductor composites are generally suffering from relatively low water splitting efficiency under visible light. The core target of this project is achieving efficient visible-light photocatalytic water splitting based on effective light harvest (interband transition) promotion and cocatalyst constructing on Au active site. It includes: (1) synthesis of AuCu represented Au based alloy and semiconductor composites; (2) cocatalyst constructing on Au active site, e.g., NiO, CoOx; (3) systematical study the formation, distribution, absorption, chemical state of alloys and cocatalysts with TEM, XRD, UV-vis, XPS, and steady state/dynamic photoluminescence spectrometer, and try to figure out the effect of these factors on charge carriers’ decay time; (4) by using visible-light water splitting as the main probe reaction, evaluations will be carried out on the promotion effect of interband transition proportion increase and cocatalyst constructing. The scientific meaning of this project is exploring the internal relation between effective light harvesting of metal and photocatalytic efficiency of photosensitized semiconductor composites, and also study the effect as well as law of cocatalyst constructing over Au active site, which would lay a solid foundation of developing efficient visible-light response metal photosensitized semiconductor composites in future.

英文关键词: Au photosensitized semiconductor composites;visible-light response;interband transition;cocatalyst constructing;water splitting under visible light

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