《新型納米鈮鉭系列可見光環境光催化劑的研究》是依託福州大學，由吳棱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型納米鈮鉭系列可見光環境光催化劑的研究
- 依託單位：福州大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳棱
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以發展具有高可見光催化活性的鈮鉭系列新型納米結構光催化劑為目的；利用較高反應活性的自製的鈮酸和鉭酸水合物為前驅體，採用各種軟化學的合成方法，控制製備系列具有高比表面積的納米尺度的新型鈮鉭可見光光催化劑；並根據半導體的能帶結構和元素電負性與電子能級的關係理論，結合量子化學的計算方法，提出其它非金屬和金屬元素分別對氧和金屬的部分摻雜調變其帶隙和能帶位置的方法，調變鈮鉭基光催化劑的帶隙結構，使其在可見光激發下能同時滿足導帶底和價帶頂分別具有強的還原和氧化能力，設計製備新型固溶體可見光環境光催化劑。闡明同晶取代元素的微結構及表面狀態與光催化活性之間的關係，揭示提高可見光光催化劑的活性和穩定性的本質；建立其可能的光催化降解有機污染物的機理模型。最終，開發出高量子效率的新型納米可見光環境光催化劑，提出指導設計高效可見光環境光催化劑可能的理論，為深入理解半導體光催化的本質奠定理論和實驗基礎。
結題摘要
本項目針對鈮鉭系列金屬氧化物半導體光催化劑的寬頻隙、低量子效率、難合成等缺點，開展了以自制的鈮酸或鉭酸、草酸鈮銨、Nb2O5、Ta2O5為前軀體，控制製備了系列具有高比表面積、納米尺度、能帶可控的新型鈮鉭基光催化劑，如Sn2Nb2O6， Sr0.25H1.5Ta2O6·H2O，Bi3NbO7，Zn2Nb2O6，SrBi2Nb2O9，PbBi2Nb2O9，Ca2Nb2O6，TaON，AgNbO3，HNb3O8，HNbxTa1-xWO6 (x=0-1)，HTi2NbO7，它們在環境光催化反應中如有機染料降解、產氫、有機物選擇性轉化等表現出較高的光催化活性和催化活性穩定性。探討了這一系列化合物的組成、結構、能帶調控及表面狀態對其光催化反應的影響。尤其是製備了系列單分子層狀鈮鉭二維超薄納米片光催化材料，這些類石墨烯的光催化劑具有許多特殊的性能，有利於從分子水平上揭示了光催化的作用本質。這些研究成果將對鈮鉭基金屬氧化物光催化劑的製備、能帶調控以及分子水平上認識光催化作用提供重要的學術性指導作用。
