Surface-plasmon-enhanced photocatalytic H2 generation and CO2 conversion over metal nanoparticles

金属纳米颗粒表面等离子体增强光催化氢气生成和二氧化碳转化

基本信息

  • 批准号:
    19K15311
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-01 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The main purpose of this research is to design and develop visible-light sensitive photocatalysts which can efficiently capture and utilize the available solar energy to chemical energy. To extend the research studies on plasmonic nanocatalysts, we synthesized Au nanoparticles (NPs) on different morphologies of TiO2 support material.Different morphologies of TiO2 (nanotube, nanorod and microporous) were prepared by the hydrothermal treatment of anatase TiO2 with different alkali hydroxides such as NaOH, KOH and LiOH at 400 K for 30 h. These TiO2 nanotube/nanorod/microporous particles were then used to accommodate Au NPs for carrying out the photocatalytic reaction because of its high surface area and large pore volume. It was observed from the reaction results that the aerobic oxidation of benzyl alcohol was significantly enhanced by the plasmonic excitation of Au NPs under visible light irradiation, especially in the case of TiO2 nanotube and nanorod as the support material. Based on spectroscopic analyses, it was concluded that the charge separation effect arising from the localized surface plasmon resonance of Au NPs caused a simultaneous oxidation and reduction of substrate (electron donor) and O2 (electron acceptor) at different sites.Although extended studies utilizing this Au/TiO2 plasmonic catalyst to H2 production and CO2 reduction have not been done yet, we predict that such progress in the design of new catalysts by utilizing solar energy will definitely foster the development of clean photocatalytic system.
本研究的主要目的是设计和开发能有效捕获和利用现有太阳能转化为化学能的可见光敏感光催化剂。为了进一步扩展等离子体纳米催化剂的研究,我们在不同形貌的TiO2载体材料上合成了金纳米粒子。采用NaOH、KOH和LiOH等碱水化物在400 K下水热处理30 h,制备了不同形态的TiO2(纳米管、纳米棒和微孔)。这些TiO2纳米管/纳米棒/微孔颗粒因其高表面积和大孔容而被用于容纳Au NPs进行光催化反应。从反应结果可以看出,在可见光照射下,Au纳米粒子的等离子体激发显著增强了苯甲醇的有氧氧化反应,特别是在TiO2纳米管和纳米棒作为载体材料的情况下。光谱分析表明,金纳米粒子的局部表面等离子体共振引起的电荷分离效应导致底物(电子供体)和O2(电子受体)在不同位置同时发生氧化和还原。虽然利用Au/TiO2等离子体催化剂生产H2和还原CO2的深入研究尚未完成,但我们预测,利用太阳能设计新型催化剂的这一进展必将促进清洁光催化系统的发展。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chapter22 in Current Development of Photocatalysis and Photocatalytic Materials from Fundamentals to Applications
光催化及光催化材料从基础到应用的发展现状第22章
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Priyanka Verma;Yasutaka Kuwahara;Kohsuke Mori;and Hiromi Yamashita
  • 通讯作者:
    and Hiromi Yamashita
Chonnam National University(韓国)
全南国立大学(韩国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Verma Priyanka其他文献

FeNiCuAl 酸化物の高温水素還元による触媒調製および三元触媒活性
FeNiCuAl氧化物高温氢还原催化剂制备及三效催化活性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Verma Priyanka;Mori Kohsuke;Kuwahara Yasutaka;Manzoli Maela;Morandi Sara;Fukuhara Choji;Raja Robert;Yamashita Hiromi;宮原悠馬,平川大希,大山順也,芳田嘉志,町田正人
  • 通讯作者:
    宮原悠馬,平川大希,大山順也,芳田嘉志,町田正人
加熱を必要としない自己自立型メタネーション:CO2の新しいメタン変換ルート
无需加热的自支撑甲烷化:将二氧化碳转化为甲烷的新途径
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福原 長寿;赤間 弘;内田 健太郎;Verma Priyanka;渡部 綾
  • 通讯作者:
    渡部 綾
CO2から合成ガスと固体Cを製造する多段式構造体触媒システム: 最適条件の探索
CO2生产合成气和固体C的多级结构催化剂体系:寻找最佳条件
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    内木 寛人;赤間 弘;Verma Priyanka;渡部 綾;福原 長寿
  • 通讯作者:
    福原 長寿
Current Development in Photocatalysis and Photocatalytic Materials - New Horizons in Photocatalysis
光催化和光催化材料的最新进展 - 光催化新视野
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Verma Priyanka;Kuwahara Yasutaka;Mori Kohsuke;Yamashita Hiromi
  • 通讯作者:
    Yamashita Hiromi
CO2を有益物質に高効率で高速に変換するメタン化技術
甲烷化技术可快速有效地将二氧化碳转化为有用物质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    赤間 弘;内木 寛人;Verma Priyanka;渡部 綾;福原 長寿
  • 通讯作者:
    福原 長寿

Verma Priyanka的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Verma Priyanka', 18)}}的其他基金

Design of powerful structured catalysts contributing to convert GHG by CO2 methanation
设计强大的结构化催化剂,有助于通过二氧化碳甲烷化转化温室气体
  • 批准号:
    22K21326
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

相似海外基金

The interaction of plasmonic nanoparticles with adsorbates
等离子体纳米颗粒与吸附物的相互作用
  • 批准号:
    2897349
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Studentship
Application of plasmonic nanoparticles to modulate organic photochemistry
应用等离子体纳米颗粒调节有机光化学
  • 批准号:
    RGPIN-2022-03185
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Chiral catalysis with hybrid plasmonic nanoparticles
混合等离子体纳米粒子的手性催化
  • 批准号:
    453211202
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    WBP Position
Chiral catalysis with hybrid plasmonic nanoparticles
混合等离子体纳米粒子的手性催化
  • 批准号:
    453211118
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    WBP Fellowship
Highly structured optical materials based on protein containers and plasmonic nanoparticles for the manipulation of light at the nanoscale
基于蛋白质容器和等离子体纳米粒子的高度结构化光学材料,用于在纳米尺度上操纵光
  • 批准号:
    401323995
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Research Grants
Development of transparent solar cells using plasmonic nanoparticles
使用等离子体纳米颗粒开发透明太阳能电池
  • 批准号:
    18K14074
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
CAREER: Directed Self-Assembly of 2D Plasmonic Nanoparticles in Block Copolymer Nanofibers to Form Hierarchical Nanostructures
职业:嵌段共聚物纳米纤维中二维等离子体纳米颗粒的定向自组装形成分层纳米结构
  • 批准号:
    1752611
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Molecular photocatalyst enhancement by plasmonic nanoparticles
等离子体纳米粒子增强分子光催化剂
  • 批准号:
    526220-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Investigation of the structure-function relation of plasmonic nanoparticles with combined theory and experiment
理论与实验相结合研究等离子体纳米粒子的结构与功能关系
  • 批准号:
    2110054
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Studentship
Predicting and Controlling the Coupling Between Dyes and Plasmonic Nanoparticles
预测和控制染料与等离子体纳米粒子之间的耦合
  • 批准号:
    1807676
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了