(ZnO纳米柱阵列/Fe系金属超薄膜)n三维夹层超结构的制备及其光催化还原CO2合成碳氢燃料
结题报告
批准号:
21471114
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
吴庆生
依托单位:
学科分类:
B0103.团簇与纳米化学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡萍、陈云、袁品仕、闫爽、夏一鸣、昝广涛、李江锋、张亚辉
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中文摘要
本项目针对当前国际尚难以控制的CO2温室气体排放难题,结合能源及化工原料日益增长的需要,拟通过"支撑液膜仿生方法"、"种子生长技术"和"层层组装手段"设计制备一系列对CO2具有优异光催化还原性能的,ZnO纳米柱与Fe系金属(或合金)超薄膜交替组装的,(ZnO-NPA/FeGM)n夹层多孔立体异质结构多功能材料。该材料内部囊括了"异质结""超薄膜""合金化""纳阵列""孔结构"等多种可用于调控性能的结构单元。用于CO2温室气体的光催化还原处理,可实现其合成碳氢燃(原)料反应的高转化率、高选择性、高性价比、高分离效率、以及对太阳光的高利用率。本项目的实施,不仅可以获得一系列新型多功能材料,而且可以大大推进CO2光催化还原反应走向实用的进程,从而有望实现消减CO2温室气体和获取碳氢燃(原)料的环保/能源双丰收。这无论从材料、化工来看,还是对能源、环保来说,都具有非常重要的意义。
英文摘要
For solving the current international CO2 greenhouse gas emissions which is still difficult to control and combining with rising energy and raw materials chemicals demands, the project intends to design and prepare a series of multifunctional materials processing the structure of (ZnO-NPA/FeGM)n three-dimensional heterogeneous porous sandwich construction which have excellent CO2 photocatalytic reduction and alternately assemble ZnO nano-pillar and Fe metals (or alloys) ultra-thin films, by adopting "Bionic supported liquid membrane method", "seed growing technology" and "layer assembly tools". The interior of materials includes a "heterojunction" "super-film" "alloying" "Nano-Array", " porous structure" and other structural elements which can be used to regulate the performance. Using the photocatalytic reduction of these kinds of materials for greenhouse gases CO2, can realize hydrocarbon fuel (raw) materials synthesis- reaction with high conversion, high selectivity, high cost, high separation efficiency and high utilization of sunlight. The implementation of this project, will not only obtain a series of new multifunctional materials, and also can greatly promote the photocatalytic CO2 reduction reaction towards practical process, which is supposed to achieve environmental / energy dual harvest by reducing greenhouse gase CO2 and obtaining hydrocarbon fuel (raw) materials. In terms of materials and chemical point of view, or the energy solution and environmental protection, it has a very important significance.
本项目针对CO2温室气体排放和工业污染难题,结合能源及化工原料日益增长的需要,通过"支撑液膜仿生方法"、"种子生长技术"和"仿生水热手段",设计制备了一系列对CO2和有机污染物具有优异光催化性能的,“ZnO或其它金属氧化物纳米柱”与“Fe系金属超薄膜或Cu纳米片(线)”紧密组装的异质超结构纳米复合材料。由于该系列材料内部囊括了异质结、超薄膜、电通路、孔结构等多种可用于调控性能的结构单元,使之用于CO2和有机污染物的光催化处理时获得了快速、高效、廉价、可循环的良好效果,以及对太阳光的超高利用率。. 除完成主体任务外,还进行了相关体系的探索。不仅合成出特异构造的碳基(或碳氮掺杂的)金属氧化物复合材料,获得了优异的气敏和超电容性能;而且制备出了超柔性的导电超材料,表现出特异的柔性力学性能。. 本项目的完成,不仅获得了多种新的合成方法和一系列新型多功能材料,而且可以大大推进CO2光催化还原反应和有机污染物光催化降解技术走向实用的进程,具有重要的科学意义和广阔的应用前景。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
An ultra-high-performance anode material for supercapacitors: self-assembled long Co3O4 hollow tube network with multiple heteroatom (C-, N- and S-) doping
一种超高性能超级电容器负极材料:多杂原子(C、N、S)掺杂的自组装长Co3O4空心管网络
DOI:10.1039/c6ta02376b
发表时间:2016-06
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Li Jiangfeng;Zan Guangtao;Wu Qingsheng
通讯作者:Wu Qingsheng
Biomimetic synthesis of Ag3PO4-NPs/Cu-NWs with visible-light-enhanced photocatalytic activity for degradation of the antibiotic ciprofloxacin
仿生合成具有可见光增强光催化活性的Ag3PO4-NPs/Cu-NWs,用于降解抗生素环丙沙星
DOI:10.1039/c6dt04656h
发表时间:2017-05-21
期刊:DALTON TRANSACTIONS
影响因子:4
作者:Liu, Yuling;Wu, Qingsheng;Zhao, Yaping
通讯作者:Zhao, Yaping
A N-, Fe- and Co-tridoped carbon nanotube/nanoporous carbon nanocomposite with synergistically enhanced activity for oxygen reduction in acidic media
N、Fe、Co三掺杂碳纳米管/纳米孔碳纳米复合材料,在酸性介质中协同增强氧还原活性
DOI:10.1039/c5ta03523f
发表时间:2015-01-01
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:11.9
作者:Wang, Gan;Wang, Wan-hua;Wu, Qing-Sheng
通讯作者:Wu, Qing-Sheng
DOI:10.1039/c4nj01853b
发表时间:2015-01-01
期刊:NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
影响因子:3.3
作者:Li, Jiangfeng;Wu, Qingsheng
通讯作者:Wu, Qingsheng
An ultrahigh-sensitivity and selective sensing material for ethanol: alpha-/gamma-Fe2O3 mixed-phase mesoporous nanofibers
乙醇超高灵敏度选择性传感材料:α-/γ-Fe2O3混相介孔纳米纤维
DOI:10.1007/s12274-015-0867-y
发表时间:2015
期刊:Nano Research
影响因子:9.9
作者:Yan Shuang;Zan Guangtao;Wu Qingsheng
通讯作者:Wu Qingsheng
贱金属游离超薄膜的仿生合成及其与窄带半导体纳米柱的交替组装和可见光催化降解有机污染物研究
  • 批准号:
    51771138
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
三聚氰胺/生物质/活体膜调控合成不同形貌结构的草酸钙晶体及其结石形成过程模拟与机理研究
  • 批准号:
    91122025
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
线织等级孔网碳纳米超结构的原位转换制备与性能研究
  • 批准号:
    51072134
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    39.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
稀土硼酸盐纳米超结构材料的形貌调控制备及其性质相关性研究
  • 批准号:
    50772074
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    34.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
同质异构纳米/超结构材料的活体生物膜双模板法同步合成及其性能研究
  • 批准号:
    20471042
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
非氧化物离子晶体纳米管的仿生合成与性质研究
  • 批准号:
    20071025
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    吴庆生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金