《基於碳量子點的多組分高效光解水催化體系設計》是依託蘇州大學，由康振輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於碳量子點的多組分高效光解水催化體系設計
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：康振輝
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
面向解決能源危機與環境污染問題的重大戰略需求，利用太陽光實現水的完全分解來制氫、制氧是一條理想的新能源路線。本項目將結合碳量子點，金屬納米粒子，多金屬氧酸鹽的螢光與光電化學性質，以典型無機材料（TiO2等）的反蛋白石結構作為催化劑載體，設計和構築高效的多組分光解水催化體系。調控碳量子點的螢光性質，最佳化複合體系的光電化學性質，瞄準該體系對可見光的高效光吸收、光轉換、能量傳遞以及電子傳導與分離，提高該體系對太陽光的利用率。最終在不需要任何犧牲劑和助劑的條件下，實現可見光激發的高效完全光分解水，同時獲得H2和O2。研究工作著眼於多組分體系的功能設計以及不同材料之間的性質協同、互補。本項目的開展無論是對深化納米複合體系的表面/界面研究，還是對於開發綠色能源與解決環境污染等都具有重要的學術意義和實用前景。
結題摘要
面向解決能源危機與環境污染問題的重大戰略需求，利用太陽光實現水的完全分解來制氫、制氧是一條理想的新能源路線。本項目基於碳量子點（CQDs）優異的物理化學特性，圍繞構築基於CQDs的光解水複合催化劑開展了一系列創新性的研究工作。實現了CQDs的可控合成與大量製備；考察並最佳化了CQDs光電化學性質，通過多元素摻雜、表面修飾、鈍化、可控組裝等手段與其他化合物複合，製備N、P、S、B、Co等不同元素摻雜的CQDs，並調控其吸收、螢光、手性、摻雜等物理化學性質；構築了基於 CQDs的複合光催化體系，並用於可見光分解水，考察的催化劑體系主要包括C3N4/CQDs, Fe2O3/CQDs, BiVO4/CQDs, BiVO4/CQDs/CdS, CoMn-S/CQDs, CQDs/CoO, CQDs/CdS等；除了上述既定的研究內容以外，還探討了CQDs作為高效電催化劑，用於氧還原反應、析氫反應、CO2還原、甲醇氧化等。依託本項目，在Science, Nature Commun., Adv. Mater.等高水平雜誌上共發表論文101 篇。其中1篇論文被Science 評為“Top 10 Solar Fuels paper of 2015”（排第一），該論文被評為“2015 年中國百篇最具影響國際學術論文”，研究成果被評為“2015 年度中國十大科學進展”之一。 項目執行期間，項目負責人入選 2017 年國家傑出青年，2017年科技部中青年科技創新領軍人才，2018年江蘇省特聘教授。2018年受邀成為英國皇家化學會會士，併入選2018年全球高被引科學家（交叉學科）。此外，研究團隊還有教授1人，副教授1人，助理研究員1人。其中，劉陽教授2018年入選江蘇高校“青藍工程”青年學術帶頭人，江蘇省“六大人才高峰”高層次人才，併入選2018年全球高被引科學家（交叉學科）。共培養博士後 1 人，博士生 7 人，碩士生 20 人，其中5名研究生獲得研究生國家獎學金。
