《基於SPR效應增強異質結可見光薄膜光催化劑研究》是依託濟南大學，由曹永強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於SPR效應增強異質結可見光薄膜光催化劑研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曹永強
- 依託單位：濟南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬採用溶膠-凝膠等物理化學合成方法，製備具有高可見光催化活性的表面電漿共振增強異質結薄膜光催化劑（Rutile TiO2-Sn/Ag/Anatase TiO2-N及(雙摻Rutile TiO2)/Ag/(雙摻Anatase TiO2)），該薄膜催化劑將貴金屬表面電漿共振增強效應（SPR）、異質結電荷分離效應、離子摻雜效應進行有機地結合，發揮其協同增強作用，實現高活性可見光催化劑的製備。Ag納米晶沉積在複合膜異質界面處可最大程度的實現表面電漿共振增強與異質結空間電荷區電荷分離的有效結合，並增強光散射，顯著提高光生載流子及入射光的利用率；藉助調節複合膜中Ag納米晶的粒徑、形貌、陣列密度，研究SPR吸收帶譜形及峰位、SPR熱點數量及其電磁場強度對該複合膜催化活性的影響，並擬在微觀量子水平闡明該複合膜光催化機理，為高活性可見光催化劑的研製開闢新的方向。
結題摘要
本項目製備了一系列貴金屬Ag、Au的納米結構，研究了其相關性質；採用溶膠-凝膠化學合成方法，製備具有高可見光催化活性的表面電漿共振（SPR）增強異質結薄膜光催化劑Rutile TiO2-Sn/Au/Anatase TiO2-N類複合膜，該類薄膜催化劑將貴金屬表面電漿共振增強效應、異質結電荷分離效應、離子摻雜效應進行有機地結合，發揮其協同增強作用，表現出優越的可見光光催化活性。研究了Au納米晶沉積在複合膜異質界面處、複合膜外表面以及複合膜最下層時，對複合膜光催化活性的影響；研究了Au納米晶沉積在複合膜異質界面處時，Au納米晶陣列密度對複合膜光催化活性的影響。採用水熱法及化學沉積法，製備了Rutile TiO2納米柱/Bi2MoO6納米片/Au納米晶複合陣列薄膜、Rutile TiO2納米柱/BiOI微/納米片/Au納米晶複合陣列薄膜、Rutile TiO2納米柱/Bi2WO6納米片/Au納米晶複合陣列薄膜、Rutile TiO2納米柱/BiOBr納米花/Au納米晶複合陣列薄膜，所製備的SPR效應增強三元異質複合薄膜，均顯示出了較高的可見、紫外光催化活性，以及良好的使用重複性。採用水相回流法和電紡絲法，成功製備了CdTe納米晶和CdTe納米晶基雜化纖維，為後續製備具有零維/一維複合納米結構的新型光催化劑奠定基礎。採用水熱法，製備出了具有高光催化活性的Ag納米線/TiO2納米珠複合結構。分別採用FeCl3和CuBr2氧化Ag單質的方法成功製備出具有疏鬆結構的Ag/AgCl和珠鏈狀Ag/AgBr納米異質結光催化劑。以水熱合成的丙三醇鋅菱形片為前驅體製備出由ZnO納米粒子組成的菱形ZnO納米片，並在其上負載Ag2O納米顆粒，得到高活性光催化劑。藉助水熱法，經刻蝕、沉積負載製得負載有Ag2O納米顆粒或Au、Ag納米顆粒的TiO2複合纖維，檢測該複合納米纖維的光催化活性。
