《SrTiO3光催化還原CO2製備碳氫燃料的研究》是依託南京大學，由李朝升擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：SrTiO3光催化還原CO2製備碳氫燃料的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李朝升
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用光催化材料可以在太陽輻照下將溫室氣體二氧化碳(CO2)光催化還原成碳氫燃料或（高附加值的化學品）。該技術可以減少大氣中的CO2濃度，並提供一種碳中和的途徑來獲取燃料，因此引起人們的極大興趣。然而目前光催化還原CO2的量子效率低，因此這項有前途的技術受到極大限制。本項目旨在探索高效穩定的光催化材料用於光催化還原CO2製備碳氫燃料。申請者主要以SrTi1-xMxO3（M=Fe、Co、 Ni、Cr 等）為研究對象，系統研究元素摻雜對電子結構、表面態、CO2 表面吸附、CO2 光催化還原等性質的影響規律；系統研究介孔化、選擇性晶面暴露、鹼性位對光催化性能的影響規律；深入研究助催化劑(種類、擔載量、擔載工藝)對光催化還原CO2 的活性和選擇性的影響規律。此外，我們還將探索新型可見光回響的光催化材料。最後，最佳化光催化反應體系，提高光催化還原CO2製備碳氫燃料（或化學品）的量子效率。
結題摘要
利用光催化材料可以在太陽輻照下將溫室氣體二氧化碳(CO2)光催化還原成碳氫燃料（或高附加值的化學品）。該技術可以減少大氣中的CO2濃度，並提供一種碳中和的途徑來獲取燃料，因此引起人 們的極大興趣。然而目前光催化還原CO2的量子效率低，因此這項有前途的技術受到極大限制。本項目除了探索新型光催化材料外，主要以SrTi1-xMxO3（M=Fe、Co、 Ni、Cr 等）為研究對象，系統研究元素摻雜、微結構調控、晶體缺陷、助催化劑對CO2 光催化還原性能的性質的影響規律。本項目闡明了元素摻雜對SrTiO3等光催化材料電子結構、表面態、光催化活性的影響規律。元素摻雜形成的鹼性位有利於提高CO2的吸附，提升光催化還原CO2製備碳氫燃料的活性。闡明了助催化劑對光催化還原CO2的活性和選擇性的影響規律，通過最佳化製備工藝和採用合適的助催化劑可以顯著提高光催化活性。獲得了BaZrO3、BaCeO3、ZnGaON等幾種能夠光催化還原CO2製備碳氫燃料的新型光催化材料。此外，還探索了高效光電極的構建，為利用光電極體系實現光電催化還原CO2製備碳氫燃料提供基礎。
