高效纳米线基异质结光催化构筑的设计合成及光驱动消除污染性气体氮氧化物的研究

项目名称： 高效纳米线基异质结光催化构筑的设计合成及光驱动消除污染性气体氮氧化物的研究

项目编号： No.21207090

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 环境化学

项目作者： 张蝶青

作者单位： 上海师范大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 本项目拟开发高效一维纳米线基异质结光催化构筑应用于光催化氧化处理氮氧化物的研究。研究内容主要包括如下几个部分：1）基于压力、温度可控的现代微波技术或传统溶剂热技术，获得长径比可控、高活性面暴露的氧化钛及金属纳米线；2）通过贵金属沉积、窄隙半导体耦合等方法合成高效氧化钛纳米线基异质结光催化剂；3）基于金属纳米线合成具有芯壳结构的高效纳米线异质结光催化剂，其中金属纳米线作为内芯可以加速电子的转移，减少光生电子与空穴的复合，提高光催化效率；4）开发新型高效光催化反应器，应用于NOx的去除。基于上述研究和电子顺磁共振波谱仪检测光生电子与空穴转化为自由基的情况，探索不同纳米线异质结构筑形成机理、光催化反应机制和构效关系。利用光电流、阻抗、表面光电压谱、热重分析等对纳米线基异质结体系的电学、光学和热稳定性等进行分析，最终设计出新型、高效、稳定的光催化构筑应用于NO的光催化氧化处理。

中文关键词： 光催化；光催化剂；氮氧化物；异质结；纳米线

英文摘要： The project intends to develop efficient one-dimensional nanowires-based heterojunction photocatalytic construct for the photocatalytic oxidation of nitric oxide (NO). This research includes the following sections: 1) Fabricating aspect ratio controllable, highly-reactive facets exposed titanium dioxide or metal nanowires, based on pressure-and-temperature controllable microwave technology and traditional solvothermal route; 2) Synthesizing highly efficient titanium dioxide nanowire-based heterojunction photocatalysts through depositing noble metal and coupling narrow-gap semiconductors; 3) Designing core-shell structured nanowire heterojunction photocatalysts based on metal nanowires, in which metal nanowires as the inner core can accelerate the transfer rate of the electrons with reduced combination rate of photo-generated electron-hole pairs, to improve the photocatalytic efficiency; 4) Developing novel and efficient photocatalytic reactor to be utilized in the removal of NO. The formation scheme, the photocatalytic mechanism and the structure-activity relationship of the as-formed various nanowire-based heterojunction construct will be proposed, based on the above results and the information of the radicals involved from the photo-generated electrons and holes, obtained by the electron paramagnetic resonance

英文关键词： photocatalysis；photocatalyst；NOx；heterojuction；nanowire