新型高效MnxV2O5+x基可見光催化劑的催化機理及動態(tài)表征
環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界面臨的最主要危機,人們不斷探究治理環(huán)境和開發(fā)可再生能源的新方法。于1972年,F(xiàn)ujishima和Honda報道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學(xué)體系使水分解為氫氣和氧氣,從而開辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年,將有機污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。該研究對于治理水污染,保護水環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。
主要通過化學(xué)方法可控的調(diào)控可見光催化材料納米晶體的尺寸和形貌,合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見光催化材料(例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等),并在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化能級能帶結(jié)構(gòu),同時探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨特性質(zhì),深入結(jié)合理論模擬計算,研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機制。為了深入研究太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題,構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x(x=1、2或3)基可見光催化材料,在不添加任何貴金屬元素的情況下,Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性,比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進了載流子的分離,因此具有優(yōu)異的可見光催化活性。
淮陰工學(xué)院
2021-05-11