课题基金 / 基金详情

基于杂化多孔材料构筑多相分子催化剂及光还原CO2的研究

批准号:
U1662109
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
51.0 万元
负责人:
刘晓
依托单位:
学科分类:
化学工程与工业化学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
邱文珺、杨菲菲、孙靖、高雪、李乾文、赵远

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
水溶液中光催化还原CO2制备碳氢燃料是模拟光合作用、实现CO2和H2O向人工燃料转化的重要途径之一。本项目拟以苯基吡啶组装的杂化多孔材料为载体,固载金属配合物,构建水溶液中新型光催化CO2还原多相催化剂。通过探索载体骨架组成及活性中心微环境与CO2选择性吸附之间的关系,使CO2优先吸附至活性位点发生反应,发展水溶液中提高CO2光催化还原选择性的新方法;通过金属前驱体直接与骨架中的苯基吡啶配位,构筑与均相催化剂相类似的活性中心,提高多相催化剂的反应活性;利用载体骨架锚定配体以及活性位点的空间隔离效应,探究分子催化剂的失活问题,为提高其稳定性提供策略。结合CO2和水的吸附实验、固体核磁、电镜、光电子能谱等对载体的结构组成和催化活性中心进行表征,探索催化性能与催化剂结构组成之间的关联,构筑水溶液中高活性、高选择性、高稳定性的光催化还原CO2多相催化剂。
英文摘要
Photocatalytic reduction of CO2 into chemicals and fuels mimics natural photosynthesis in green plants using sunlight as an energy source, which is considered to have a bright prospect for future energy supply and our environment protection. In this project, we aim to construct heterogeneous molecular photocatalyst towards efficient photocatalytic CO2 conversion by using phenylpyridine-based periodic mesoporous organosilicas as the scaffold in water. Through the modification of the microenvironment of active center with hydrophobic property, the selective adsorption performance of CO2 in water will be systematically investigated. The selective preferential adsorption can help CO2 molecules react with the active species first, which can enhance the selectivity of CO2 photoreduction in water. In addition, we try to build the intact active species of homogeneous molecular catalyst structure through the direct metalation of phenylpyridine-based periodic mesoporous organosilicas. Moreover, it is expected that the encapsulation of the chelating ligand in the framework and the spatial isolation effect have the possibility to improve the stability of molecular photocatalyst, which will be comprehensively studied in the photocatalytic CO2 reduction. Through the characterization of the scaffold and the active species structure, the relationship between the catalytic activity and the composition of the heterogeneous catalyst will be concluded. With the optimization of the heterogeneous catalyst, we try to engineer an efficient and robust heterogeneous molecular catalyst with high selectivity towards photocatalytic CO2 reduction in water.
水溶液中光催化还原CO2制备碳氢燃料是模拟光合作用、实现CO2和H2O向人工燃料转化的重要途径之一。本项目拟以苯基吡啶组装的杂化多孔材料为载体,固载金属配合物,构建水溶液中新型光催化CO2还原多相催化剂。通过探索载体骨架组成及活性中心微环境与CO2选择性吸附之间的关系,使CO2优先吸附至活性位点发生反应,发展水溶液中提高CO2光催化还原选择性的新方法;通过金属前驱体直接与骨架中的苯基吡啶配位,构筑与均相催化剂相类似的活性中心,提高多相催化剂的反应活性;利用载体骨架锚定配体以及活性位点的空间隔离效应,探究分子催化剂的失活问题,为提高其稳定性提供策略。结合CO2和水的吸附实验、固体核磁、电镜、光电子能谱等对载体的结构组成和催化活性中心进行表征,探索催化性能与催化剂结构组成之间的关联,构筑水溶液中高活性、高选择性、高稳定性的光催化还原CO2多相催化剂。
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
Mesoporous silica-based nanotubes loaded Pd nanoparticles: Effect of framework compositions on the performance in heterogeneous catalysis
介孔二氧化硅基纳米管负载钯纳米粒子:骨架成分对多相催化性能的影响
DOI: 10.1016/j.micromeso.2017.03.040
发表时间: 2017-07
期刊: Microporous and Mesoporous Materials
影响因子: 5.2
作者: [Sun Jing, Wang Hua, Gao Xue, Zhu Xinli, Ge Qingfeng, Liu Xiao, Han Jinyu]
通讯作者: Han Jinyu
Synthesis of bimetallic 4-PySI-Pd@Cu(BDC) via open metal site Cu-MOF: Effect of metal and support of Pd@Cu-MOFs in H2 generation from formic acid
通过开放金属位点 Cu-MOF 合成双金属 4-PySI-Pd@Cu(BDC):金属和 Pd@Cu-MOF 载体在甲酸制氢中的作用
DOI: 10.1016/j.mcat.2019.01.031
发表时间: 2019-04-01
期刊: MOLECULAR CATALYSIS
影响因子: 4.6
作者: [Alamgholiloo, Hassan, Zhang, Shengbo, Shokouhimehr, Mohammadreza]
通讯作者: Shokouhimehr, Mohammadreza
Individual High-Quality N-Doped Carbon Nanotubes Embedded with Nonprecious Metal Nanoparticles toward Electrochemical Reaction
嵌入非贵金属纳米颗粒的单个高质量氮掺杂碳纳米管用于电化学反应
DOI: 10.1021/acsami.8b14536
发表时间: 2018
期刊: ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子: 9.5
作者: [Zhang Shengbo, Wu Qilon, Tang Lei, Hu Yuge, Wang Mengyun, Zhao Jiankang, Li Mei, Han Jinyu, Liu Xiao, Wang Hua]
通讯作者: Wang Hua
Metal-free amino-incorporated organosilica nanotubes for cooperative catalysis in the cycloaddition of CO2 to epoxides
无金属氨基掺入有机硅纳米管,用于 CO2 与环氧化物环加成的协同催化
DOI: 10.1016/j.cattod.2018.07.004
发表时间: 2019-03
期刊: Catalysis Today
影响因子: 5.3
作者: [Zhang S.B., Liu X., Li M., Wei Y., Zhang G.F., Han J.Y., Zhu X.L., Ge Q.F., Wang H.]
通讯作者: Wang H.
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    α-MnO2孔道限域K位点室温催化降解ppb级低浓度甲醛
    • 批准号:
      22376077
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      刘晓
    • 依托单位:
    小分子羧酸与铁矿物相互作用及其环境光化学效应
    • 批准号:
      21976066
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      66.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      刘晓
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金