项目名称: 钛酸锶基光催化-光热催化双功能催化剂的构建及促进CO2光还原的研究

项目编号: No.51502200

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 欧阳述昕

作者单位: 天津大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 光还原CO2制备碳氢化合物是利用太阳光能制备可再生燃料的新能源技术,但反应效率低是制约这项技术实用化的主要因素。基于既往新型光催化材料的研究经验及对近年来CO2光还原研究的总结,本项目拟开展构建SrTiO3基光催化-光热催化双功能催化剂以实现提升CO2光还原性能的基础研究。先探索合成方法并制备具有合适比表面积及结晶性的纳孔SrTiO3材料,进而在其表面负载等离子活性金属Au以及VIII族金属纳米粒子,从而实现可见光及近红外光照射下先光催化分解水产生H2、再由H2与CO2光热催化产生有机燃料的新CO2光还原反应途径。研究光催化-光热催化双功能催化剂光照下光生电子的转移、转化效率,并将其与CO2光还原性能进行关联,指导优化Au及 VIII族金属纳米粒子的负载技术,最终建立催化剂构效关系。本项目将为发展新型半导体基光催化-光热催化双功能催化剂促进CO2光还原的材料学研究提供理论与实践基础。

中文关键词: 光催化材料;光热催化材料;钛酸锶;金属纳米粒子;CO2光还原

英文摘要: The photoreduction from CO2 to hydrocarbon compound is a new energy technology to produce renewable fuels by using solar energy. However, the low efficiency of the reaction is always a key factor to restrict the practical application of this technology. On the basis of our previous study experience on new photocatalyst development and the summary of the recent researches on CO2 photoreduction, this project will carry out a fundamental research on construction of SrTiO3-based bifunctional catalyst with photocatalytic and photothermal catalytic capabilities to enhance the performance of CO2 photoreduction. Firstly, the synthesis to nanoporous SrTiO3 materials with suitable surface area and crystallinity will be explored. Then, the plasmon-active Au and the VIII-group metal nanoparticles will be loaded on SrTiO3 photocatalysts, which will realize a new CO2 photoreduction route that firstly the photocatalytic water splitting supplies H2 and then the H2 and CO2 are photothermal-catalytically converted into organic fuel under visible-infrared irradiation. Furthermore, this project aims to explore the structure-activity relationship of catalyst via the following investigation method: studying the relation between the efficiencies of photogenerated electron transfer and conversion and the CO2 photoreduction performance of the bifunctional photocatalytic- and photothermal-catalytic-catalyst under light irradiation to guide further optimization of loading Au and VIII-group metal nanoparticles. This project will construct the theoretical and practical fundamental for developing the new semiconductor-based bifunctional catalyst with photocatalytic and photothermal catalytic capabilities to promote of CO2 photoreduction performance.

英文关键词: Photocatalyst;Photothermal catalyst;SrTiO3;Metal nanoparticle;CO2 photoreduction

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