可視光駆動型燃料電池における高性能プラズモン増強電極触媒酸化の開発
可視光駆動型燃料電池における高性能プラズモン増強電極触媒酸化の開発
批准号:
15F15346
负责人:
真嶋 哲朗
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:
2015
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2015-11-09 至 2018-03-31
中文摘要
氢气(H2)是一种零碳排放燃料,预计将成为未来的理想能源。尽管可以利用半导体光催化剂在太阳光照射下直接分解水来生产氢气,但目前的能量转换效率太低,该技术在经济上不合理。主要障碍是快速电荷复合以及传统半导体(例如 TiO2)在可见光和近红外 (NIR) 区域不吸收。最近,二维 (2D) 黑磷 (BP) 引起了人们的极大兴趣,因为它具有可调节的带隙,从块状的约 0.3 eV 到单层的约 2.1 eV。由于从紫外到近红外的广泛太阳光吸收,上述带隙特性是有前景的。本文设计了几种基于BP的系统,并用于在可见光和近红外光照射下高效光催化制氢。1)首先合成了三元BP敏化Au/LTO纳米结构,并将其用作高效稳定的可见光和近红外光驱动的制氢光催化剂。2)轻松获得了由BP纳米片和C3N4纳米片组成的二元纳米杂化物(BP/CN),并首次用作无金属催化剂。在甲醇作为空穴猝灭剂存在的情况下用于析氢的光催化剂。3) 2D BP 纳米片可以用作广谱光催化剂,它可以利用可见光和近红外光进行光催化析氢。4) 通过使用 BP 和 WS2,我们开发了一种不含贵金属的光催化制氢系统,该系统可响应宽光谱的太阳光,特别是在近红外区域。
英文摘要
Hydrogen (H2) is a zero carbon emission fuel, and is forecast to be an ideal source of energy in the future. Although H2 can be produced from direct splitting of water using semiconductor photocatalysts under solar light irradiation, the present energy conversion efficiency is too low for the technology to be economically sound. The main barriers are the rapid charge recombination as well as no absorption of traditional semiconductors such as TiO2 in the visible and near-infrared (NIR) regions. Recently, two dimensional (2D) black phosphorus (BP) has attracted great interest, because it has adjustable bandgap from ~0.3 eV for bulk to ~2.1 eV for monolayer. The above bandgap properties are promising because of broad solar light absorption from UV to NIR. Herein, several BP-based systems were designed and used for efficient photocatalytic H2 production under visible and NIR light irradiation.1) Ternary BP sensitized Au/LTO nanostructure was synthesized firstly and used as an efficient and stable visible- and NIR-light-driven photocatalyst for H2 production.2) Binary nanohybrid (BP/CN) composed of BP nanoflake and C3N4 nanosheet was facilely obtained and firstly used as a metal-free photocatalyst for H2 evolution in the presence of methanol as a hole quencher.3) 2D BP nanoflakes can be worked as a broad spectrum photocatalyst, which can harness visible and NIR light for photocatalytic H2 evolution.4) By using BP and WS2, we developed a noble metal-free photocatalytic H2 production system that responds to a wide spectrum of solar light, particularly in the NIR region.
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Z-Scheme Photocatalytic Water Splitting on a 2D Heterostructure of Black Phosphorus/Bismuth Vanadate Using Visible Light
使用可见光对黑磷/钒酸铋二维异质结构进行 Z 型光催化水分解
DOI:
10.1002/anie.201711357
发表时间:
2018
期刊:
Angewandte Chemie International Edition
影响因子:
--
作者:
[Mingshan Zhu, Zhichao Sun, Mamoru Fujitsuka, Tetsuro Majima]
通讯作者:
Tetsuro Majima
上海大学/上海電力大学(中国)
上海大学/上海电力大学(中国)
DOI:
--
发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
DOI:
10.1016/j.apcatb.2017.06.002
发表时间:
2017-11
期刊:
Applied Catalysis B-environmental
影响因子:
22.1
作者:
[Mingshan Zhu;Y. Osakada;Sooyeon Kim;M. Fujitsuka;T. Majima]
通讯作者:
Mingshan Zhu;Y. Osakada;Sooyeon Kim;M. Fujitsuka;T. Majima
Beihang University/Dalian University of Technology/Fuzhou University(中国)
北京航空航天大学/大连理工大学/福州大学(中国)
DOI:
--
发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
Visible and near-IR light responsible photocatalysts composited with 2D nanomaterials
与二维纳米材料复合的可见光和近红外光光催化剂
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
影响因子:
--
作者:
[菅澤智秋, 鎌田祥太郎, 石井功., Nozomu Hatakeyama, Tetsuro Majima]
通讯作者:
Tetsuro Majima
共 12 条
貴金属ドープ半導体光触媒反応による高効率太陽光エネルギー変換材料の開発
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批准号:15F15073
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2015
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
時間・空間分解分光法を用いた酸化チタン光触媒反応の構造特異性の解明
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批准号:13F03027
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2013
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
高効率TiO_2光触媒の開発に向けての時間・空間分解分光法による反応機構の解明
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批准号:11F01041
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.02万
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财政年份:2011
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
光機能化タバコモザイクウィルス超分子による光電変換デバイスの創製
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批准号:19655049
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.66万
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财政年份:2007
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
DNA自己組織化に基づくカーボンナノチューブアレイの構築
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批准号:17655085
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$2.18万
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财政年份:2005
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
人工生体分子デバイスの創製
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批准号:13895018
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.24万
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财政年份:2001
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
分子内スピン-電荷混成場の生成と反応性
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批准号:11119238
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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资助金额:$1.47万
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财政年份:1999
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
数珠玉状および網目状フラーレン連結分子の光化学反応による生成
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批准号:11875187
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.47万
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财政年份:1999
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
分子内スピン-電荷混成場の生成と反応性
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批准号:10132237
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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资助金额:$1.6万
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财政年份:1998
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
ラジカルイオンの発光測定
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批准号:09875209
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.41万
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财政年份:1997
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
芳香族化合物ラジカルカチオンの反応におけるトンネル効果
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批准号:09226223
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.28万
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财政年份:1997
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
分子内スピン電荷混成場制御と反応性
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批准号:09238234
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.41万
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财政年份:1997
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
芳香族化合物ラジカルイオンのトンネル反応
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批准号:08240229
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$1.66万
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财政年份:1996
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
レーザー化学反応によるフッ素系極薄潤滑膜の作製
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批准号:06650788
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$1.28万
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财政年份:1994
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
レーザー化学反応による常磁性超微粒子を用いた磁性膜の作製
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批准号:05650685
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$1.15万
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财政年份:1993
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
レーザー化学反応による遷移金属超微粒子材料の作製とその物性
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批准号:04650660
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$0.96万
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财政年份:1992
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
時間分解赤外吸収法による遷移金属カルボニル光分解の配位不飽和中間体に関する研究
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批准号:63540361
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$0.77万
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财政年份:1988
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
光を利用した高効率触媒反応の開発
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批准号:60740287
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.7万
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财政年份:1985
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负责人:真嶋 哲朗
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依托单位:
海外基金