《基於無機插層材料的光電化學分解水制氫性能研究》是依託北京化工大學，由邵明飛擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於無機插層材料的光電化學分解水制氫性能研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：邵明飛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於全球環境和能源危機的不斷加劇，新型清潔化學能源的開發和利用面臨前所未有的機遇和挑戰。光電化學分解水集太陽能轉換和電解水為一體是理想的製備清潔能源的方法之一。本項目擬以多級結構無機插層材料LDHs的可控制備為研究基礎，設計合成LDHs納米片陣列，半導體金屬氧化物/LDHs核殼式納米陣列材料，並探討其在光電化學分解水制氫領域的套用。通過調控LDHs的組成和結構，從材料能級結構、表面化學反應等方面最佳化其光電化學分解水的性能；研究金屬氧化物與LDHs的晶相結構、化學鍵性質及材料的能級、能帶及其電子結構與光電化學分解水性能的關係，強化光能、電能到化學能轉化的途徑和效率，從而為光電化學分解水材料的設計和性能強化提供新思路和一定理論支持。本課題的開展對於推動新型清潔能源的研究具有重要意義和潛在套用前景。
結題摘要
由於全球環境和能源危機的不斷加劇，新型清潔化學能源的開發和利用面臨前所未有的機遇和挑戰。光電化學分解水制氫實現了太陽能到化學能的轉化，是製備清潔能源理想的方法之一。本項目以具有電催化或光催化活性的無機插層材料LDHs的可控制備為研究基礎，深入開展了其在光電化學分解水性能調控方面的研究工作：實現了LDHs類電催化、光催化材料的設計與製備，發展了一系列基於LDHs納米陣列材料的可控制備方法，並用於光電催化分解水制氫；通過調變半導體金屬氧化物納米陣列結構和組成，以及LDHs層板金屬元素組成、層間客體以及納米結構和形貌特徵，實現了高效的金屬氧化物光催化劑/LDHs電催化劑複合光電化學分解水納米陣列材料的設計，製備了一系列金屬氧化物光催化劑/LDHs電催化劑複合納米陣列材料；探索了電極材料的組成、微納結構、主客體之間的協同效應等對材料性能的影響規律，發現金屬氧化物與LDHs的晶相結構、化學鍵性質及材料的能級、能帶及其電子結構與光電化學分解水性能有密切聯繫，從而為為光電化學分解水材料的設計和性能強化提供新思路和一定理論支持。相關工作在Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Nano Energy等發表SCI研究論文13篇，其中影響因子10以上的論文5篇，申請國家發明專利5項，獲授權專利1項。本項目的開展對於推動新型清潔能源的研究具有重要意義和潛在套用前景。
