《磷光複合型光催化劑的合成及性能研究》是依託東北師範大學，由孫春義擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磷光複合型光催化劑的合成及性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫春義
- 依託單位：東北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索低成本和高效的催化劑對於發展光能轉換和儲存至關重要，是應對發展可再生能源生產和氣候變化挑戰最重要的措施。磷光金屬配合物，由於其具有長的三重激發態壽命，在許多領域展現出了誘人的套用前景，尤其是在光催化領域。開發高活性和高穩定性的磷光光催化劑作為“能量轉換器”成為了當前研究的熱點之一。本項目擬研究以磷光金屬配合物為客體MOFs材料為母體的高性能磷光複合型光催化劑的合成，探索複合物材料光物理性質以及光催化效率、穩定性、選擇性及其循環利用性的改變。為以後設計合成高性能光催化劑提供實驗數據和研究基礎。
結題摘要
由於現代化的生產和生活的需要以及全球工業化的進程，有限的煤炭、石油和天然氣等化石燃料消耗的速度逐年增加，帶來了全球性的能源短缺和日益增長的環境污染，以及全球氣候變化，這些問題是人類在本世紀面臨的最大挑戰。太陽能是地球上最豐富的且可再生的清潔能源。對太陽能的開發利用既能實現人類社會可持續發展對能源的需求，同時也有利於解決日益嚴峻的氣候問題。如何高效地利用太陽能，把太陽能轉化為可存儲的能量形式，成為當前國際研究的熱點。本項目主要的研究目標在於開發新型的、結構穩定的多孔金屬氧簇材料，並利用材料不同的孔道特性，負載不同類別的、不同尺寸的磷光金屬配合物，探討金屬配合物在多孔材料中的激發態的變化，為磷光金屬配合物的激發態調控提供新的有效途徑。同時研究被調控後的磷光配合物的激發態的改變及其對光催化有機反應和光還原CO2活性的影響，同時擬藉助於多孔材料的孔道尺寸，實現有機底物尺寸選擇性催化。主要實現了（1）以富N配體和過渡金屬離子通過溶劑熱合成構築了4例新型的、結構穩定的多孔金屬氧簇孔材料，其孔道尺寸和孔道壁、孔道電負性可調；（2）通過離子交換，將不同尺寸金配合物負載進不同孔道結構的多孔金屬氧簇中，得到複合物材料AuIII@MOFs，該複合物壽命和效率比單獨的金配合物提高了1-2個數量級，並以其為光催化劑實現有機腫胺到亞胺氧化，催化活性提高2-3個數量級，且對底物具有尺寸選擇性；（3）通過離子交換，將兩種鉑配合物，負載進三種多孔金屬氧簇材料的孔道中，實現鉑配合物激發態聚集的激發態到基態聚集激發態的轉變，用於光催化脫氫反應，可將1-苯乙醇、苯甲醇、異丙醇（IPA）和環己烯轉變成相應的酮、醛和環己烷；（4）以三甲酸三苯胺、聯吡啶以及Co2+構築的多孔六核鈷氧簇與吡啶釕配合物相結合，實現優異的光催化還原CO2的性能。
