[01078140]新型高活性、高效率TiO<,2>光催化材料的制备技术

化学能源短缺、环境污染等资源环境危机已成为制约中国经济快速健康发展的关键因素。发展新能源，开发新材料是保障国家能源安全和保护生态环境的重要战略需求。该项目所开发的{001}面暴露混晶TiO<,2>纳米材料及非金属-金属共掺杂{001}面暴露TiO<,2>纳米材料将对环境污染治理，太阳能电池等能源领域起到极大地推动作用。高活性、高效率TiO<,2>纳米光催化材料的可控制备是其产业化应用的基础。近年来，具备高催化活性的{001}面暴露TiO<,2>得以成功制备。然而，由于锐钛矿相的能带结构(3.2eV)，制约了其在可见光范围内的光响应，这就使其在光电转换过程中量子效率低。同时，{001}面暴露TiO<,2>的制备过程对反应条件及反应前驱体的要求极为苛刻。这些综合因素导致{001}面暴露TiO<,2>难以工业化应用。该项目在长期的研究过程中，成功制备出{001}面暴露混晶(锐钛矿+金红石)TiO<,2>纳米颗粒及非金属-金属共掺杂{001}面暴露TiO<,2>纳米颗粒，使其光响应从紫外光大幅扩展到可见光范围内，并极大地提高了光电转换效率，成功实现高活性、高效率TiO<,2>纳米材料的可控制备，为其工业化应用起到了极大地推动作用。