《一維納米結構鈮酸鹽光催化材料的控制合成與性能研究》是依託華中科技大學，由陳娣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一維納米結構鈮酸鹽光催化材料的控制合成與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳娣
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研製和開發高效、穩定的光催化材料對解決環境污染和能源短缺等問題具有重要的科學意義和實用價值。含有NbO6八面體網路結構的鈮酸鹽作為一種環境友好型光催化材料正備受青睞，其在光解水制氫、有機物分解、去除工業煙氣和汽車尾氣NOx等方面均有潛在的套用前景。本項目旨在通過設計合成具有新型一維納米結構的系列鈮酸鹽功能材料，研究其在光解水制氫、光降解有毒有機污染物及廢水處理等方面的催化活性，揭示一維納米結構鈮酸鹽光催化材料的生長機制以及光催化反應機理，製備具有高效、可循環利用的環境友好型光催化材料，從而為指導設計合成新型功能光催化材料提供實驗基礎和器件原型。本項目不僅拓展了製備新型光催化功能材料的途徑，也可促進材料、化學、物理、環境和能源等學科的交叉融合，有著十分重要的學術意義。
結題摘要
自項目批准以來，我們嚴格根據研究計畫實施我們的研究工作。並根據實際的工作進度調整我們的工作方案。在國家自然基金委青年項目的支持下，我們對鈮酸鹽等系列半導體材料的製備做了較為深入的合成、表征及其光催化、光-電效應、氣敏等多方面性質檢測。如超長微米線KNbO3的合成、Zn2GeO4和In2Ge2O7 納米線的成功製備及性質研究。系列工作結果表明：我們對該系列材料在合成、性質及套用等方面都有了較為深入的了解和認識並取得了優異的研究成果。進而我們從鈮酸鹽系列材料的合成與性質研究擴展到其他半導體納米材料的研究。如系統研究了ZnO納米顆粒組成的微米片的合成及其在光催化中的套用；通過簡單的回流方法成功製備了具有多孔結構的SnS和SnS2花狀結構，進而對製備得到的材料進行光催化降解MB的套用研究，結果表明，我們得到的納米材料具有良好的光催化效果。為半導體材料在光催化領域套用提供了新的證明和依據。進一步，我們根據國內外研究進展及實驗室的平台條件，擴展我們的研究工作到其他一維納米結構複雜氧化物的合成研究，如我們成功地在具有編織基底的碳布上生長氧化鈦納米線陣列，鈷酸鋅納米線陣列；在泡沫鎳基底上生長鈷酸鎳等納米線陣列等。並根據材料自身的特點探討了在能源存儲等領域的套用。測試數據表明：在三維結構基底上生長的系列半導體複雜氧化物在鋰離子電池和超級電容器等領域具有很好的套用前景。三維網路狀結構有助於電子的快速傳輸，從而提高能源存儲元件的性能。此外，材料直接生長在三維網路結構的基底上，有助於提高電極材料與基底的接觸，減小電子傳輸的內阻，最終實現提高能源存儲元件的性能。從項目實施到項目結題。共發表SCI收錄論文近30餘篇。分別發表在美國化學會的ACS Nano，OpticalExpress, Crystengcomm等雜誌。項目期間，5名博士研究生在讀，3名碩士研究生順利畢業，4名碩士研究生在讀。良好的完成了項目研究任務。
