合肥研究院光催化制氢材料研究取得进展

正近日,中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所先进材料中心研究团队,在金属/半导体复合光催化制氢材料研究方面取得了新进展。光催化可实现太阳能到化学能的转化(如光催化分解水制氢),是获取新能源的理想途径之一,开发宽光谱响应、高载流子分离效率的光催化材料,是实现太阳能高效光化学转化的前提和基础。研究人员制备了具有不同AuCu原子     

二氧化钛光催化材料实现可见光全谱吸收对太阳能大范围高效利用具有重要意义

近日,中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部制备出具有可见光全光谱吸收的红色二氧化钛光催化材料,这意味着有可能利用二氧化钛基光催化材料实现高效可见光分解水制氢,对于太阳能的大范围高效利用具有重要的意义。相关成果先后发表于国际学术期刊《先进功能材料》和《能源与环保科学》。据介绍,通过光催化实现太阳能到化学能的转化,例如光催化分解水制氢,是获得新能源的一个极具前景的重要途径。发展可全光谱吸收可见光(波长为400～700纳米)的光催化材料,是实现高效太阳能光催化转化的前提。然而,多数稳定的光催化材料的可见光吸收低。通过掺杂能缩小光催化材料的带隙,是增加光催化材料可见光吸收的基本手段。锐钛矿二氧化钛是目前科学界研究最为广     

固定膜太阳能光催化反应器的研究现状与展望

通过对负载在颗粒状、玻璃棒类、玻璃纤维网、纸质材料和平板型载体上的固定膜催化剂的比较,提出以玻璃纤维网、纸质材料和平板型材料为载体的固定膜催化剂是太阳能光催化反应器研究的良好选择。概述了薄膜瀑布反应器、阶梯反应器和复合抛物面反应器3种新型固定膜太阳能光催化反应器,并指出了未来太阳能光催化技术的研究方向。     

国际能源材料研讨会

新能源技术是对21世纪世界社会经济发展具有决定性影响的5个技术领域之一。新能源包括核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。核能、太阳能、氢能及储能技术的发展与能源材料密切相关。为了进一步提升中国新能源材料研究与产业化水平，与国内外同行进行广泛深入的交流与合作，中国材料研究学会发起在北京国际材料周期间举办“2006国际能源材料研讨会”（ICEM-2006）。     

上海硅酸盐所在黑色二氧化钛制备与太阳能利用方面取得系列重要进展

正二氧化钛,作为重要的新能源和环境保护材料,在光催化、太阳能发电、太阳能集热等方面被广泛应用。然而,二氧化钛的太阳能利用面临巨大的挑战,主要原因在于光吸收范围窄、电子-空穴对的分离效率低。二氧化钛只能吸收太阳光谱中~5%的紫外光,而无法利用可见光和近红外光的能量;本征电导率只有~10     

光催化分解水制氢中硫化物空心结构的研究进展

利用太阳能进行的分解水制氢技术,可以促进太阳能的有效利用和清洁能源氢能的研发。在光催化制氢中,半导体光催化材料的性能是光催化反应性能提升的核心要素,制备优异、高效的光催化剂是提升光催化反应活性的关键步骤。本文从材料形貌和制备角度出发,选取金属硫化物为光催化中的主体半导体,对国内外金属硫化物空心结构的研究、应用和进展进行了回顾,分析了空心结构对增大材料比表面积、增强太阳光吸收、加速载流子分离以及提升反应活性的重要性,提出了空心结构在光催化发展中的优势,对空心结构的发展提出了展望,为这些新型材料的未来研发提供参考,从而能尽快提高光催化反应的太阳光利用率和氢气产量,有助于进一步实现光催化技术的工业化应用。     

太阳能光催化制氢反应体系及其材料研究进展

光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径,是当前研究热点。长期以来,人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。反应体系的设计和选择是实现高效光催化制氢和能否走向工业化的核心问题之一,因此,近年来研究者开始对光催化制氢反应体系加大研究。光催化制氢主要有非均相光催化制氢(HPC)和光电催化制氢(PEC),不同的体系具有各自的优缺点和应用范围。重点介绍光催化制氢半反应、光催化完全分解水和光电催化分解水3种主要反应体系,分析各种反应体系的特点,阐述各个体系涉及的光催化材料的发展进程,并展望太阳能光催化制氢研究前景,其中,新型高效的PEC-PV(光伏)耦合光化学转化系统有望为光解水制氢实现工业化提供一种重要的发展途径。     

钨酸铋光催化剂的研究进展

钨酸铋因其独特的层状结构和适合的禁带宽度,在可见光下表现出较高的光催化活性,成为近年来新型光催化剂的研究热点之一。文章主要从结构角度总结了钨酸铋光催化材料的研究动态和研究成果;通过半导体复合、贵金属负载、碳负载等改性方法,提高钨酸铋的光催化性能,并简要评述了Bi_2WO_6光催化材料在制备及应用中面临的挑战,指出了未来的发展趋势。Bi_2WO_6光催化材料的研究将为光催化去除和降解有机污染物开辟一条新的途径,在环境净化和新能源开发方面具有非常重要的实用价值。     

上海硅酸盐所在黑色二氧化钛制备与太阳能利用方面取得系列重要进展

正二氧化钛,作为重要的新能源和环境保护材料,在光催化、太阳能发电、太阳能集热等方面被广泛应用。然而,二氧化钛的太阳能利用面临巨大的挑战,主要原因在于光吸收范围窄、电子-空穴对的分离效率低。二氧化钛只能吸收太阳光谱中～5%的紫外光,而无法利用可见光和近红外光的能量;本征电导率只有～10~(-10)S/cm,不利于光生电子-空穴对的分离和传输。这些问题严重影响了二氧化钛在能源与环境领域的广泛应     

半导体复合材料在光催化水分解领域的应用研究

能源危机和环境污染是当今世界面临的两大难题,是我国持续发展战略的首要任务。为了缓解并最终解决能源的供需矛盾,改善日益严峻的环境状况,世界各国和地区正在积极开展可再生能源的研究与开发。氢能是理想的能源,利用太阳能在某种环境条件下,将水分解,持续产氢并存储利用起来,这将为人类的发展做出巨大的贡献。复合半导体材料是一种理想的光催化剂材料,详细介绍其光催化原理、种类以及其在光催化水分解工业化的研究进展,并对未来光催化领域进行了展望。     

过渡金属磷化物在光催化机理方面的研究进展

近年来,环境治理和清洁能源生产已被视为世界的当务之急。利用可再生太阳能进行光催化反应是解决上述问题的一种有效途径。光催化体系较为复杂,光催化剂和助催化剂是影响光催化效率的两个关键因素。具有独特电子结构的过渡金属磷化物（TMPs）价格低廉、储量丰富,已成为光催化材料研究领域的新热点。本文从光催化效率提高的基本原理（光吸收增强、光生电子和空穴分离效率以及载流子利用率提高等）出发,综述了近十年来TMPs作为助催化剂和光催化剂的最新研究进展。最后,总结了TMPs在快速发展过程中依然存在全解水困难以及结构与光催化活性对应关系不明确等挑战,通过双功能TMPs的设计和理论计算的配合,新型高效光催化材料TMPs会对光催化效率的提高发挥重要作用。     

太阳能光催化技术——展望未来

本文针对太阳能光催化原理以及应用现状进行分析,主要阐述了太阳能光催化原理,特别介绍了TiO_2光催化领域的应用,以及太阳能光催化的发展难点和应用前景。     

半导体核壳材料光催化剂分解水制氢研究进展

光催化剂催化分解水制氢是一种将太阳能有效转化为氢能的绿色途径，其中半导体核壳材料光催化剂在太阳能分解水制氢中表现出优异的性能。主要从半导体材料改性角度出发，综述和评论了国内外半导体核壳材料光催化剂分解水制氢的最新研究进展。重点阐述了常见氧化物、氮氧化物、氮化物及硫化物核壳材料半导体光催化剂分解水制氢的基本原理和改性效果等。分析了掺杂离子、构建异质结、负载助催化剂等改性方法在改变光催化剂禁带宽度、降低光生载流子复合几率、加快光生电荷传输速率和增加制氢活性位点等方面的影响。提出未来分解水制氢光催化剂可深入开发晶面依赖纳米复合光催化材料、助剂改性光催化材料、新型光催化半导体材料的研究方向。     

MOFs及其衍生物在光催化方面的最新研究进展

当今世界，环境和能源问题已成为全球关注的焦点。为了解决这些问题，光催化技术因其利用丰富的太阳能解决棘手的环境和能源问题的潜力而备受关注，其关键在于高效光催化剂的开发与利用。金属有机骨架材料，是新一代晶体材料，因其具有比表面积大、孔道结构规整、孔径尺寸可调、催化活性位丰富等优点，近年来被国内外研究学者广泛研究，在光催化领域研究甚多。综述了金属有机骨架材料用于光催化剂的研究进展，并对其作为光催化材料的应用前景进行了展望。     

多孔材料负载二氧化钛的研究进展

光催化技术作为最具有发展前景的高级氧化技术,具有不需要高温反应条件和可以太阳能驱动的优点。综述了光催化技术的发展,二氧化钛的优势和缺陷,二氧化钛/多孔吸附材料的合成方法和几种广泛用于负载二氧化钛的吸附材料。     

太阳能固定膜光催化反应器饮用水处理效果

以实用型太阳能固定膜光催化中试装置,对自来水的处理效果进行了研究.GC-MS分析表明,太阳能光催化作用对自来水中微量有机物具有良好的处理效果.太阳能光催化还具有一定的灭菌作用.辅助性电光源可以保证处理后水质,太阳能光催化技术具有良好的应用前景.     

太阳能光催化氧化技术在水处理方面的研究进展

光催化氧化技术已成为水处理领域的研究热点之一,国内外在开展太阳能光催化氧化降解污染物方面已取得了很大的成果,展示了在未来良好的应用前景,特别是对于太阳能资源丰富的地区,更具有很大的实际应用潜力。文章综述了近年来太阳光催化氧化技术在给水处理、废水处理领域以及太阳能光催化反应器方面的研究情况,并对这一领域的研究方向和需要解决的主要问题提出了展望。     

定向转化策略创制氮氧化物光催化剂

太阳能高效转化与利用是解决能源和环境两大问题的理想途径,而提高窄禁带半导体的光催化活性是有效利用太阳能资源的重要策略。其中,氮氧化物在可见光区有较强的吸收,被认为是一种潜在的可见光区光催化材料。当前,氮氧化物主要通过热氮化获得,即氨气在1 173~1 373 K条件下持续通过氧化物10 h以上。由此制备的氮氧化物往往只暴露低活性晶面,且生成的大量还原态缺陷可作为光生电荷的复合中心,严重制约了其在光催化领域的广泛应用。为此,总结了一种定向转化策略创制高质量氮氧化物光催化材料。该策略通过选取含挥发组分的氧化物前驱体实现对氮氧化物缺陷和晶面的有效调控,为其在太阳能光催化领域中的广泛应用奠定基础。同时,此定向转化策略可拓展到其他材料体系,为开发高效光催化剂提供新思路。     

铜锌锡硫半导体在光催化领域的研究进展

铜锌锡硫(CZTS)是一种禁带宽度较窄的可见光响应半导体材料(1.5 eV),凭借其较高的光学吸收系数(104cm~(-1))和制备成本低廉的优势,在光伏领域和太阳能电池领域表现出优异的性能。随着研究的不断深入,人们发现该材料也是一种理想的光催化材料,近年来关于其在光催化领域的报道层出不穷。文章对CZTS半导体材料的结构进行了简单的介绍,阐述了CZTS半导体的制备方法和光催化反应机理,最后综述了CZTS半导体在光催化领域的研究成果及未来的发展前景。     

原位红外光谱技术在光催化技术研究中的应用

光催化技术作为一种新兴的治理污染技术,被誉为21世纪的"光净化革命"。其在环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域均引起了广泛研究,其中原位红外光谱技术在光催化技术研究中发挥着非常重要的作用。文章通过对催化剂的表征、表面吸附和原位反应三方面的研究,浅述原位红外光谱技术在光催化技术研究中的应用。