稀土鉬酸鹽類石墨烯結構可控制備與催化氧化性能研究

《稀土鉬酸鹽類石墨烯結構可控制備與催化氧化性能研究》是依託天津大學，由沈鑄睿擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：稀土鉬酸鹽類石墨烯結構可控制備與催化氧化性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：沈鑄睿
• 依託單位：天津大學

項目摘要

無機類石墨烯結構材料的合成與套用是當前材料領域的研究熱點,但有關稀土鉬酸鹽類石墨烯結構材料的合成與性質研究極為少見。研發高比表面積稀土鉬酸鹽類石墨烯結構材料有望提供一類較高活性的催化材料。本項目擬通過水熱反應與超聲剝離相結合的方法，最佳化各類反應參數，製備產率高、厚度（層數）均一、缺陷少的稀土鉬酸鹽類石墨烯結構材料。並實現所得材料結構和組成的有效調變，獲得一系列具有不同截面尺寸和形貌、厚度（層數）以及組成的稀土鉬酸鹽類石墨烯結構材料。總結一套簡便、可靠的稀土鉬酸鹽類石墨烯結構高質量可控制備方法。進而以甲醇選擇性氧化制甲醛為模型反應，研究所得各種稀土鉬酸鹽類石墨烯結構的催化氧化性能，總結其結構和組成參數與催化反應轉化率、選擇性、TOF和催化劑壽命等參數的關聯規律，篩選出幾種具有較高催化活性的稀土鉬酸鹽類石墨烯結構材料。為新型無機類石墨烯結構材料的研發及其在催化領域的套用提供科學依據。

結題摘要

無機類石墨烯結構材料的合成與套用是當前材料領域的研究熱點。本項目通過水熱反應與超聲剝離相結合的方法，最佳化各類反應參數，製備了鑭、鈰、鐠、釹等系列稀土鉬酸鹽層狀結構前驅體材料和類石墨烯結構材料。發現了胺基酸水熱過程控制層狀結構前驅體形貌和微觀結構的內在規律。並實現所得材料結構和組成的有效調變，總結了一套較為簡便、可靠的稀土鉬酸鹽類石墨烯結構可控制備方法。以鉬酸鐠為例,研究製備了氧化鋁/氧化鈦負載的類石墨烯結構鉬酸鐠複合材料,並初步研究其催化氧化性能。在上述工作研究思想啟發下，進一步發展了多種層狀結構、類石墨烯結構等相關材料製備及其在光催化氧化、光催化還原、光電催化氧化等方面的套用，包括：製備了層狀結構結晶單質紅磷及其複合材料，首次發現了該類材料的高效光催化氧化和還原反應性能，總結了該材料結構-性能的關聯規律；認識並發展了超薄塗層材料和納米級界面薄層在光電催化氧化中的套用，獲得優異的光電化學增強效果；首次製備了類石墨烯氮化碳負載釩酸鹽量子點複合光催化材料以及層狀埃絡石負載二氧化鈦材料，研究並總結了其光催化氧化等性能；研究製備了稀土配位聚合物等二維結納米結構材料的製備及其在電催化氧化等領域的套用。本項目所研發的一系列材料體系、製備工藝和學術成果，具有較高的創新性和啟發性。部分研究成果發表在相關領域國際頂級和一流權威期刊上，獲得同行廣泛好評。為新型無機類石墨烯結構材料的研發及其在催化領域的套用提供科學依據。