本项目针对半导体光催化和光电转化过程中存在的光生载流子复合导致的量子效率下降问题以及太阳光中的可见光吸收利用低的问题,设计合成了键合型宽带隙半导体氧化物/碳纳米管功能性复合体,同时制备了系列介孔氧化物材料,并以此为宿主材料合成了若干主客体材料,这些材料在光诱导亲水性、光催化去除有机污染物和重金属离子、染料敏化太阳能电池等方面表现出较好的性能和潜在的应用前景。利用EIS、SPS等技术对键合型纳米TiO2/碳纳米管相互作用本质、能级匹配和能量传递以及这些因素与光生电荷分离、传输行为的关系进行了系统深入的研究,在此基础上提出了通过抑制初级粒子聚集合成同时具有小尺寸、大比表面、高晶化度结构特征的锐钛矿相TiO2纳米粒子的设想,采用有机胺束缚抑制了在高温处理条件下初级粒子界面间的聚集生长和晶相转变,有效控制了缺陷浓度,制得了活性远高于P25的系列光催化材料,且通过阴离子掺杂有效提高了可见光催化活性。本研究还在前躯体策略合成结构多样性的ZnO微纳结构材料及基团配位策略合成晶态纳米碳和碳基复合材料方面进行了有益的探索。
英文主题词semiconductor oxide; carbon nanotube; composite; photocatalysis; photo-electric conversion