A Photochemical CO2 Reduction Over Supported Single Atom Catalyst: A Knowledge Driven Approach From Molecular to Heterogeneous Catalysis

负载单原子催化剂上的光化学二氧化碳还原:从分子催化到多相催化的知识驱动方法

基本信息

  • 批准号:
    EP/X024822/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Fellowship
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mitigating CO2 to minimize the steady rise in global temperature is a pressing topic and the scientific community is putting every effort to reduce CO2 emissions from major point sources such as steel or cement industries. This research proposal investigates the photochemical reduction of CO2 with single-atom catalysts (SACs) of 1st-row transition metals incorporated in light-absorbing host matrices like C3N4 or porphyrinic materials. A knowledge-driven interdisciplinary approach from a molecular catalyst to a supported catalyst will systematically address issues like (a) how an efficient SAC can be synthesized, (b) the mechanism of CO2 reduction over SACs, (c) the dynamic behavior of atoms via tracking the active center (change in oxidation state, symmetry, and bond distances) with operando spectroscopic investigations such as FTIR and X-Ray absorption spectroscopy. 1st-row transition metal complexes are active for the photochemical reduction of CO2; this research proposal investigates the synthesis of heterogeneous analogs of these metals (Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) as SACs. After a successful grant application, Dr. Bidyut Bikash Sarma (researcher) will be able to explore a new field of research in the group of Prof. Erwin Reisner (host). A two-way knowledge transfer between the host group (expertise in photocatalysis and artificial photosynthesis) and the researcher (expertise in surface science and operando spectroscopy) will bring new ideas that will benefit both parties.
减少二氧化碳排放以尽量减少全球气温的稳步上升是一个紧迫的话题,科学界正在尽一切努力减少钢铁或水泥行业等主要点源的二氧化碳排放。这项研究计划研究了CO2的光化学还原与单原子催化剂(SAC)的第一行过渡金属纳入光吸收主体矩阵,如C3 N4或卟啉材料。从分子催化剂到负载型催化剂的知识驱动的跨学科方法将系统地解决以下问题:(a)如何合成有效的SAC,(B)SAC上的CO2还原机制,(c)通过跟踪活性中心(氧化态,对称性和键距的变化)与操作光谱研究(如FTIR和X射线吸收光谱)来跟踪原子的动态行为。第一行过渡金属络合物对CO2的光化学还原具有活性;本研究提案研究了这些金属(Mn,Fe,Co,Ni和Cu)作为SAC的非均相类似物的合成。在成功申请资助后,Bidyut Bikash Sarma博士(研究员)将能够在Erwin Reisner教授(主持人)的团队中探索新的研究领域。主机组(光催化和人工光合作用的专业知识)和研究人员(表面科学和操作光谱学的专业知识)之间的双向知识转移将带来使双方受益的新想法。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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

{{ 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 }}

Erwin Reisner其他文献

Solar reforming as an emerging technology for circular chemical industries
太阳能重整作为循环化学工业的一项新兴技术
  • DOI:
    10.1038/s41570-023-00567-x
  • 发表时间:
    2024-01-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    51.700
  • 作者:
    Subhajit Bhattacharjee;Stuart Linley;Erwin Reisner
  • 通讯作者:
    Erwin Reisner
Integrated capture and solar-driven utilization of COsub2/sub from flue gas and air
烟气和空气中二氧化碳的集成捕集与太阳能驱动利用
  • DOI:
    10.1016/j.joule.2023.05.022
  • 发表时间:
    2023-07-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    35.400
  • 作者:
    Sayan Kar;Motiar Rahaman;Virgil Andrei;Subhajit Bhattacharjee;Souvik Roy;Erwin Reisner
  • 通讯作者:
    Erwin Reisner
Engineering of bespoke photosensitiser–microbe interfaces for enhanced semi-artificial photosynthesis
用于增强半人工光合作用的定制光敏剂-微生物界面工程
  • DOI:
    10.1039/d4sc00864b
  • 发表时间:
    2024-07-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.400
  • 作者:
    Imogen L. Bishara Robertson;Huijie Zhang;Erwin Reisner;Julea N. Butt;Lars J. C. Jeuken
  • 通讯作者:
    Lars J. C. Jeuken
Interfacing nature’s catalytic machinery with synthetic materials for semi-artificial photosynthesis
将自然界的催化机制与合成材料相结合用于半人工光合作用
  • DOI:
    10.1038/s41565-018-0251-7
  • 发表时间:
    2018-10-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    34.900
  • 作者:
    Nikolay Kornienko;Jenny Z. Zhang;Kelsey K. Sakimoto;Peidong Yang;Erwin Reisner
  • 通讯作者:
    Erwin Reisner
Solar-driven reforming of solid waste for a sustainable future
太阳能驱动的固体废物重整以实现可持续的未来
  • DOI:
    10.1038/s41893-020-00650-x
  • 发表时间:
    2020-11-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    27.100
  • 作者:
    Taylor Uekert;Christian M. Pichler;Teresa Schubert;Erwin Reisner
  • 通讯作者:
    Erwin Reisner

Erwin Reisner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('Erwin Reisner', 18)}}的其他基金

domino4chem: Semi-biological Domino Catalysis for Solar Chemical Synthesis
domino4chem:用于太阳能化学合成的半生物多米诺催化
  • 批准号:
    EP/X030563/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Covalent Organic Framework-Bacteria Cascades for Sustainable Carbon Dioxide Reduction
共价有机框架-细菌级联可持续二氧化碳减排
  • 批准号:
    EP/Y024273/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Fellowship
Biohybrids for Solar Chemicals and Fuels: Whole-cell Photocatalysis by Non-photosynthetic Organisms
用于太阳能化学品和燃料的生物杂化物:非光合生物的全细胞光催化
  • 批准号:
    BB/S00159X/1
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Advancing Biotechnologies for Fuel Generation: Exploiting Transmembrane Cytochromes for Solar Energy Conversion
推进燃料生产生物技术:利用跨膜细胞色素进行太阳能转换
  • 批准号:
    BB/K010220/1
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
The Reduction of Carbon Dioxide by Enzymes Adsorbed on Electrodes: from Mechanistic Studies to Bioinspired Catalysts
通过电极上吸附的酶还原二氧化碳:从机理研究到仿生催化剂
  • 批准号:
    BB/J000124/1
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Bio-inspired Solar Light Driven Hydrogen Production
仿生太阳能光驱动制氢
  • 批准号:
    EP/H00338X/2
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Fellowship
Bio-inspired Solar Light Driven Hydrogen Production
仿生太阳能光驱动制氢
  • 批准号:
    EP/H00338X/1
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Fellowship

相似国自然基金

基于接力催化的CO2加氢直接高选择性制乙烯多功能催化剂的研究
  • 批准号:
    JCZRYB202500767
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
页岩微纳米孔隙水的移动性及CO2-水-岩反应对CH4/CO2运移的影响机制
  • 批准号:
    JCZRQN202500299
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
深部咸水层CO2 封存盖层多尺度蠕变特性及临界幂律灾变机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒽醌功能化的介孔氮化碳催化有机污染物光降解耦合CO2光还原转化为燃料的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
不同相态CO2对深部低渗不可采煤层气藏二氧化碳封存机制及潜力评估
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
新型核壳金属氧化物@沸石双功能催化剂可控制备及温室气体CO2加氢制乙烯反应机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
海洋溶解CO2传感器应用于原位长期监测的适应性改进
  • 批准号:
    MS25D060007
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于多尺寸Ag基团簇电催化还原CO2的机器学习理论研究
  • 批准号:
    QN25A040007
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
有序合金电催化CO2还原
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于CuM纳米簇非对称脉冲电催化 CO2/NO3-共还原合成尿素研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Modulating H2O Activity Promotes CO2 Reduction to Multi-Carbon Products
调节 H2O 活性可促进多碳产品的 CO2 还原
  • 批准号:
    2326720
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Probing Electrochemical Interface in CO2 reduction by Operando Computation
通过操作计算探测二氧化碳还原中的电化学界面
  • 批准号:
    DE240100846
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Multimetallic CO2 Reduction Catalysts as Artificial Cofactors
作为人工辅助因子的多金属二氧化碳还原催化剂
  • 批准号:
    EP/Y002695/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Cryo microscopy studies of CO2 reduction catlaysts.
CO2 还原催化剂的冷冻显微镜研究。
  • 批准号:
    2897341
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Studentship
RII Track-4: NSF: One-Stage Electrocatalytic CO2 Reduction by Using Captured (bi)Carbonate Ions as the Feedstock
RII Track-4:NSF:使用捕获的碳酸根离子作为原料进行一级电催化 CO2 还原
  • 批准号:
    2327308
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Analysis of CO2 reduction reaction by ionic liquids and single crystal electrodes
离子液体和单晶电极CO2还原反应分析
  • 批准号:
    23K13835
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
IUCRC Planning Grant University of Southern California: Center for CO2 Storage Modeling, Analytics, and Risk Reduction Technologies (CO2-Smart)
IUCRC 规划拨款南加州大学:二氧化碳封存建模、分析和风险降低技术中心 (CO2-Smart)
  • 批准号:
    2231665
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Electrocatalytic CO2 reduction reaction networks on single metal catalysts from a multi-scale perspective
多尺度视角下单一金属催化剂上的电催化CO2还原反应网络
  • 批准号:
    23KJ1438
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of catalytic reactions over novel supported ultra-small cluster catalysts and contribution to CO2 emission reduction
新型负载型超小簇催化剂催化反应的发展及其对二氧化碳减排的贡献
  • 批准号:
    23K04772
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Proposal of design guidelines for improving CO2 reduction selectivity in photocatalytic CO2 reduction with water as an electron source
提高以水为电子源的光催化 CO2 还原中 CO2 还原选择性的设计指南提案
  • 批准号:
    23K13779
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了