Chemical design and DFT approach of heterojunction photocatalysts for CO2 reduction

用于 CO2 还原的异质结光催化剂的化学设计和 DFT 方法

基本信息

  • 批准号:
    22KF0285
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A simple chemical synthesis was used to prepare mixed metal oxide namely calcium ferrite (CaFe2O4). Different amounts of CaFe2O4 were mixed with right amount of urea and calcined in a muffle furnace to make graphitic carbon nitride(g-C3N4)-CaFe2O4 heterojunction. The photodegradation of ciprofloxacin and phenol was evaluated using as-synthesized composites. Improved photocatalytic performance of composite was confirmed by electrochemical and X-ray photoelectron spectroscopy analyses. Scavenging studies and electron spin resonance spectra were used to determine active species responsible for the photodegradation process. Depending on these results, the Z-scheme charge transfer pathway is proposed and confirmed. In October 2022, this work was published in Chemical Engineering Journal. In next work, hydrothermal method was used to prepare copper cobaltite (CuCo2O4) and formed a heterojunction with g-C3N4 nanotubes. Using platinum (Pt) as a co-catalyst in as-synthesized heterojunction we evaluated its performance towards photocatalytic hydrogen evolution reaction using aqueous triethanolamine solution. Two different techniques namely photo-reduction and chemical reduction were used for reducing the Pt nanoparticles over CuCo2O4/g-C3N4 composites. The photocatalytic performance was evaluated towards H2 evolution. Mechanism for the enhanced performance in the photo-reduced Pt over the composite is evaluated based on various analytical techniques such as TEM and EXAFS. Mechanism for charge transfer is proposed. The work will soon be submitted for evaluation to reputed journal.
使用简单的化学合成来制备混合金属氧化物,即铁酸钙(CaFe 2 O 4)。将不同量的CaFe_2 O_4与适量的尿素混合,在石墨炉中煅烧,制备石墨氮化碳(g-C_3 N_4)-CaFe_2 O_4异质结。利用合成的复合材料评价了环丙沙星和苯酚的光降解。电化学和X射线光电子能谱分析证实了复合材料光催化性能的提高。清除研究和电子自旋共振光谱被用来确定负责的光降解过程中的活性物种。根据这些结果,Z-计划电荷转移途径的建议和确认。2022年10月,这项工作发表在《化学工程杂志》上。在接下来的工作中,我们采用水热法制备了钴酸铜(CuCo 2 O 4),并与g-C3 N4纳米管形成了异质结。在合成的异质结中使用铂(Pt)作为助催化剂,我们评价了其对三乙醇胺水溶液的光催化析氢反应的性能。采用光还原和化学还原两种方法对CuCo 2 O 4/g-C3 N4复合材料上的Pt纳米粒子进行还原。对H2析出的光催化性能进行了评价。基于TEM和EXAFS等多种分析技术,评价了光还原Pt在复合材料上的增强性能的机制。提出了电荷转移的机理。这项工作将很快提交给著名的期刊进行评估。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Simple tactic polycondensation synthesis of Z-scheme Quasi-Polymeric g-C3N4/CaFe2O4 composite for enhanced photocatalytic water depollution via p-n heterojunction
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2022.139758
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Sulakshana Shenoy;Chitiphon Chuaicham;T. Okumura;S. Karthikeyan;K. Sasaki
  • 通讯作者:
    Sulakshana Shenoy;Chitiphon Chuaicham;T. Okumura;S. Karthikeyan;K. Sasaki
Fabrication of Reduced Ag Nanoparticle Using Crude Extract of Cinnamon Decorated on ZnO as a Photocatalyst for Hexavalent Chromium Reduction
ZnO 修饰肉桂粗提物制备还原银纳米粒子作为六价铬还原光催化剂
  • DOI:
    10.3390/catal13020265
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Rizki Intan Nurul;Inoue Takumi;Chuaicham Chitiphon;Shenoy Sulakshana;Srikhaow Assadawoot;Sekar Karthikeyan;Sasaki Keiko
  • 通讯作者:
    Sasaki Keiko
Bio-reduced Ag nanoparticle decorated on ZnO for enhancement of photocatalytic reduction of hexavalent chromium and photocatalytic degradation of rhodamine B
ZnO上修饰的生物还原银纳米粒子增强六价铬的光催化还原和罗丹明B的光催化降解
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2023.168797
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Chuaicham Chitiphon;Rizki Intan Nurul;Sekar Karthikeyan;Shenoy Sulakshana;Srikhaow Assadawoot;Trakulmututa Jirawat;Sasaki Keiko
  • 通讯作者:
    Sasaki Keiko
SRM Institute of Science and Technology(インド)
SRM科学技术研究所(印度)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Unveiling the influence of Fe2O3 nanoparticles on CuxO-TiO2(B) nanofibers for dual Z-scheme electron transfer visible light photocatalysts: investigation on local atomic structures and electronic properties
揭示 Fe2O3 纳米粒子对 CuxO-TiO2(B) 纳米纤维对双 Z 型电子转移可见光光催化剂的影响:局部原子结构和电子特性的研究
  • DOI:
    10.1039/d3en00038a
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Preeyanghaa Mani;Chuaicham Chitiphon;Shenoy Sulakshana;Vellaichamy Balakumar;Li Wei;Manokaran Kamaraj;Varathan Elumalai;Neppolian Bernaurdshaw;Ohtani Bunsho;Sasaki Keiko;Sekar Karthikeyan
  • 通讯作者:
    Sekar Karthikeyan
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笹木 圭子其他文献

鉄鋼スラグを用いた異元素ドープハイドロキシアパタイトの合成およびその光触媒としての特性化
钢渣合成不同元素掺杂羟基磷灰石及其光催化剂表征
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野口 祐人;Chitiphon Chuaicham;笹木 圭子
  • 通讯作者:
    笹木 圭子
Biomineral Processing of Graphitic Refractory Gold Ores Using Enzymatic Reactions
利用酶反应对石墨难熔金矿石进行生物矿物加工
  • DOI:
    10.24611/micromeritics.2020008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    笹木 圭子;コジョ トワム コナドゥ
  • 通讯作者:
    コジョ トワム コナドゥ
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松本 昂大;平島 剛;笹木 圭子;沖部 奈緒子
  • 通讯作者:
    沖部 奈緒子
鉄粉を含む透過型浄化壁による地下水中の亜ヒ酸の不動化機構
铁粉渗透净化墙固定地下水中亚砷酸盐的机理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    笹木 圭子;ら
  • 通讯作者:
低濃度亜ヒ酸含有製錬廃液からのバイオスコロダイト生成
利用低浓度亚砷酸盐冶炼废水生产生物臭葱石
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 雅仁;平島 剛;笹木 圭子;沖部 奈緒子
  • 通讯作者:
    沖部 奈緒子

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  • 通讯作者:
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Fabrication of photocatalyst composites of C3N4 with steel slag for carbon negative
C3N4与钢渣碳负极光触媒复合材料的制备
  • 批准号:
    22KF0299
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Visible light-driven photocatalyst composites based on clay minerals including Fe impurities as a reaction field
基于含铁杂质的粘土矿物作为反应场的可见光驱动光催化剂复合材料
  • 批准号:
    22K18998
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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  • 批准号:
    22H00266
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
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産業廃棄物を基としたセメント系材料による有害重金属の不溶化および固化技術の開発
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  • 批准号:
    20F19047
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
産業廃棄物を基としたセメント系材料による有害重金属の不溶化および固化技術の開発
以工业废弃物为原料的水泥基材料开发有害重金属不溶固化技术
  • 批准号:
    19F19047
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
グラファイト質金鉱石のバイオハイドロメタラジーの学理
石墨金矿生物湿法冶金原理
  • 批准号:
    19KK0135
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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  • 批准号:
    19F19393
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    18F18387
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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    18F18344
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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  • 批准号:
    17F17081
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    2017
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似海外基金

Graphitic Carbon Nitride-based Thin Films as New Functional Materials
石墨氮化碳基薄膜作为新型功能材料
  • 批准号:
    22KJ0959
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Semiconductor device of graphitic carbon nitride film
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  • 批准号:
    21K14194
  • 财政年份:
    2021
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Band-gap energy control of graphitic carbon nitride for the creation of environment-friendly semiconductor material
石墨氮化碳的带隙能量控制用于创建环境友好的半导体材料
  • 批准号:
    19K15455
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    2019
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    2018
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Two-dimensional graphitic carbon nitride heterostructures for solar hydrogen production
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  • 批准号:
    DP170103598
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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    Discovery Projects
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石墨氮化碳薄膜的合成及其作为半导体材料的评价
  • 批准号:
    15K06005
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    2015
  • 资助金额:
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
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    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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与金属相互作用的石墨氮化碳的性能控制
  • 批准号:
    25420746
  • 财政年份:
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    23760679
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  • 批准号:
    22550019
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了