《能帶結構可調控的配位聚合物的設計合成與光催化性能》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：能帶結構可調控的配位聚合物的設計合成與光催化性能
- 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
以發展高效穩定的、具有可調控能帶結構的配位聚合物光催化材料為目標，結合量子化學的計算，選擇合適的金屬和有機配體，運用晶體工程和超分子化學原理，從構築基元出發，通過配位鍵、氫鍵、可逆共價鍵等弱相互作用，同時採用不同鍵合力的配體、配體中芳環上不同誘導性和共軛特徵的取代基以及不同d電子的金屬等修飾方法，來實現對配位聚合物的能帶結構的調控.使之既能有效吸收可見光又能與反應物分子的能級相匹配，從而完成高效穩定的可見光回響的新型配位聚合物光催化材料的設計合成。探索和總結這類材料的自組裝合成規律，揭示其組成、晶體結構、電子能級結構、配體電子和空間效應與其光催化性能之間的關係，研究光生電子遷移行為和對反應物分子的活化機制，建立其可能的光催化反應機理模型，提出指導設計具有高效可見光光催化性能的配位聚合物的可能理論，為從分子水平深入理解光催化的本質以及開發研製高效新型光催化材料奠定理論和實驗基礎。
結題摘要
本項目通過選擇合適的金屬和有機配體，運用晶體工程和超分子化學原理，從構築基元出發製備了系列高效穩定的、具有可調控能帶結構的配位聚合物光催化材料，例如UiO-66, UiO-66(NH2), UiO-66(SH)2, MIL-125(Ti), MIL-125(Ti)-NH2, MIL-68(In), MIL-68(In)-NH2, MIL-53(Fe), MIL-68(Fe), MIL-100(Fe)。此外，利用MOFs大比表面積、多孔性等結構特點，構築了系列MOFs基的新型複合光催化材料，如Pd@UiO-66(NH2), M/MIL-125(Ti) (M = Au, Pd, Pt), Pd@MIL-100(Fe), M@MIL-100(Fe) (M = Au, Pd, Pt), RGO@UiO-66(NH2), RGO@MIL-53(Fe), UiO-66/CdS, MIL-125/CdS, CdS@MIL-68(Fe), HPMo@MIL-100(Fe), ZnIn2S4/UiO-66, MoS2/UiO-66/CdS, UiO-66/CdS/GR。它們在環境光催化反應中如有機染料降解、重金屬還原、產氫、有機物選擇性氧化等表現出較高的光催化活性和催化活性穩定性。探索和總結了這類材料的自組裝合成規律，揭示其組成、晶體結構、電子能級結構、配體電子和空間效應與其光催化性能之間的關係，建立了可能的光催化反應機理模型。這些研究結果將對MOFs基光催化劑的製備、能帶調控以及從分子水平認識光催化作用奠定理論和實驗基礎。
