采取联合研究工作、投融资的技术合作方式。如今,光催化剂在企业废水处理、水光解、有机燃料合成等方面的应用前景广阔,已达到中试和中试工厂水平。尽管如此,传统光催化剂的效率仍有很多不足之处,并且它们的使用仅限于光谱的紫外线区域,即占太阳辐射的 4%。因此,旨在开发可见光范围(太阳辐射光谱的 44%)的光催化剂的研究具有重要意义。
开发适用于可见光范围的高效光催化剂将为在工业规模上广泛使用光催化材料
创造真正的先决条件。使光催化剂对可见辐射敏感的有前景的方法之一是用纳米
颗粒和贵金属纳米结构对其进行修饰改性,其中会发生表面等离子体共振。
该项目的目的是开发一套基于纳米晶体锌和钛氧化物以及贵金属纳米结构的可见等离子体光催化剂的纳米设计控制方法,用于新一代节能光催化剂。为此,首次提出使用银和金的分形树枝状结构来修饰纳米晶体氧化锌和氧化钛,这表现出从红外到紫外的宽光谱响应。假设使用这种方法将显着提高等离子体光催化剂的效率。此外,首次提出使用基于具有“慢光子”效应的反蛋白石结构的纳米晶体氧化物和具有对应于光子带隙边界的表面等离子体共振频率的贵金属纳米颗粒的纳米复合光催化材料。
1.在从溶液中回收的化学方法的框架内,开发具有给定分形性和层次级数的
贵金属(Au、Ag)树枝状纳米结构的可控合成方法。
2.在溶胶-凝胶法的框架内,开发一种用贵金属枝晶修饰的纳米晶体氧化物
(ZnO、TiO2)的技术,该枝晶具有分级结构。
3.开发一种使用单分散聚苯乙烯乳胶微珠作为模板,将纳米晶体氧化锌和氧
化钛合成为反蛋白石分层结构的技术,并有可能用贵金属的球形和树枝状纳米和
微粒进一步改性材料。
4.在现代纳米诊断方法的框架内对所得材料的性质进行综合研究:扫描电子
显微镜、X射线物相分析、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等。
5.开发研究材料表面光催化分解过程特征的模型表示;
6.为获得的科技成果在工业、能源和生态方面的应用提出建议。
该项目实施的结果将是一套可重复的合成技术、提高能源效率的等离子体光催化剂的实验样品,以及它们在能源和生态领域的应用建议。假设所获得的结果将与世界水平相对应,并且不仅对可见光范围内的光催化材料的发展,而且对一般材料科学的发展做出重大贡献。


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