二氧化钛中Ti3+活性物种的形成及其光催化机理的固体NMR研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21673283
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0306.光化学与光谱学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:齐国栋; 刘芬; 王伟宇; 辛少辉; 周雪;
- 关键词:
项目摘要
In order to promote the photocatalytic activity of TiO2 towards water splitting under solar irradiation, this project aims to develop a simple approach to produce stable and sufficient high Ti3+ in TiO2 by incorporation of boron (B) atoms into TiO2 lattice and further control the concentration and distribution of the active species (Ti3+) by varying the doping amount and synthesis conditions. To gain new insights into the microscopic structure, distribution, and formation mechanism of Ti3+ and B species, the B-TiO2-x photocatalysts will be investigated by advanced solid-state NMR techniques (such as two-dimensional multiple-quantum, and double-quantum MAS NMR correlation techniques) in conjunction with density functional theory (DFT) calculations. Combined with the experiments of visible-light absorption and photocatalytic activity measurements for a series of B-TiO2-x with different structures, the mechanism of (B, Ti3+) synergy and the structure-activity relationship will be clarified. To reveal the active sites on the surface of the photocatalysts, the adsorption and conversion of the reactants will be studied by in-situ 13C and 17O solid-state NMR techniques, which can be used to trace the photocatalytic pathway of water splitting to hydrogen production. Based on the intermediates and products observed in the in-situ NMR experiments, the transition states of the reaction can be studied by theory calculations, which will reveal the molecular-level mechanism of the catalytic reactions on the B-TiO2-x catalysts. All these findings are expected to be the basis for designing new TiO2-based photocatalytic materials with high activity and stability.
本项目拟通过在TiO2的晶格中引入适量的B元素制备出稳定且足量的Ti3+活性物种以提高TiO2对光解水制氢气的活性,通过改变B含量及合成条件实现Ti3+活性物种数量和分布的调控。采用先进的固体NMR技术(包括二维多量子和双量子相关技术等)和XPS、ESR等谱学手段并结合量子化学计算研究这类光催化剂中活性物种(B和Ti3+)的微观结构、分布及形成机制。结合紫外光谱和GC-MS等技术探索不同活性结构对光学特性和光催化活性的调变机制,阐明B和Ti3+活性位在光催化反应过程中的协同机制。利用原位固体NMR技术研究催化剂上光解水制氢气的反应机理,结合理论计算从分子水平阐明催化剂活性增强的微观本质,为稳定高效光催化剂的设计和制备提供依据。
结项摘要
本项目通过在TiO2的晶格中引入适量的B元素制备出稳定且足量的Ti3+活性物种以提高了TiO2对光解水制氢气的活性,通过改变B含量及合成条件实现了Ti3+活性物种数量和分布的调控。采用先进的固体NMR技术(包括二维多量子和双量子相关技术等)和XPS、ESR等谱学手段并结合量子化学计算确定了这类光催化剂中活性物种(B和Ti3+)的微观结构、分布及形成机制。结合紫外光谱和GC-MS等技术探索不同活性结构对光学特性和光催化活性的调变机制,阐明了B和Ti3+活性位在光催化反应过程中的协同机制。利用原位固体NMR技术确定了催化剂上光解水制氢气的反应机理,结合理论计算从分子水平阐明催化剂活性增强的微观本质,为稳定高效光催化剂的设计和制备提供了依据。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Surface Water Loading on Titanium Dioxide Modulates Photocatalytic Water Splitting
二氧化钛表面水负载调节光催化水分解
- DOI:10.1016/j.xcrp.2019.100013
- 发表时间:2020-02
- 期刊:Cell Reports Physical Science
- 影响因子:8.9
- 作者:Longxiao Yang;Ningdong Feng;Qiang Wang;Yueying Chu;Jun Xu;Feng Deng
- 通讯作者:Feng Deng
Enhanced Photocatalytic Performance of Carbon-Coated TiO2_(x) with Surface-Active Carbon Species
表面活性碳物质增强碳包覆 TiO2_(x) 的光催化性能
- DOI:10.1021/acs.jpcc.8b02716
- 发表时间:2018
- 期刊:Journal of Physical Chemistry C
- 影响因子:3.7
- 作者:Fen Liu;Ningdong Feng;Longxiao Yang;Qiang Wang;Jun Xu;Feng Deng
- 通讯作者:Feng Deng
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:{{ item.journal_name }}
- 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.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
冯宁东的其他基金
过渡金属改性TiO2光催化甲烷选择性氧化反应机理的固体核磁共振研究
- 批准号:22372177
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
银硼(Ag,B)共掺杂TiO2光催化剂活性增强机制的固体核磁共振实验和量化计算研究
- 批准号:21203240
- 批准年份:2012
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}