科创中国
卟琳多吡啶类金属配合物敏化二氧化钛光催化材料的开发利用
发布时间:
2024-11-28
截止日期:2025-01-31
价格 双方协商
地区： 江苏省 徐州市 铜山区
需求方： 江苏***公司
行业领域
新材料
需求背景
在众多的环境问题中，从对人类活动影响程度的大小以及问题的严重性和解决的难易程度来看，与CO2排放相关的全球变暖问题是极为重要和深刻的问题。自十八世纪六十年代第一次工业革命至今，因人类活动而导致大气中的二氧化碳（CO2）浓度从280ppm增加到380ppm，增加了35.7%。以二氧化碳为主的温室气体（包括CO2、CH4、N2O、HFCS(氧氟碳化物) 、PFCS(全氟碳化物) 、SF6(氟化硫)等）致使全球变暖，极地冰川融化，海平面上升，并引发了频繁的自然灾害和极端的天气状况，严重影响到人类社会的工农业生产和日常生活。如何消除碳足迹的影响，缓和甚至解决经济发展与环境保护之间的矛盾，颇具挑战和难度。
需解决的主要技术难题
1. 提高光吸收效率
扩展光吸收范围：二氧化钛（TiO2）本身对可见光的吸收能力较弱，主要吸收紫外光。卟啉多吡啶类金属配合物作为敏化剂，可以拓展TiO2的光吸收范围至可见光区，但如何更有效地利用这部分光能，提高光吸收效率，是一个关键难题。
2. 提高催化效率与选择性
优化催化剂结构：卟啉多吡啶类金属配合物的结构对催化性能有显著影响。需要研究不同结构对催化活性和选择性的影响，优化催化剂结构以提高催化效率。
3. 催化剂的稳定性与寿命
增强催化剂稳定性：在实际应用中，催化剂的稳定性是一个重要指标。需要研究如何提高卟啉多吡啶类金属配合物敏化TiO2光催化材料的化学稳定性和热稳定性，防止其在反应过程中发生分解或失活。
4. 制备工艺的优化
简化制备流程：目前卟啉多吡啶类金属配合物敏化TiO2光催化材料的制备工艺可能较为复杂，需要探索更简便、更高效的制备方法。
5. 环境友好性与成本问题
环境友好性：在制备和使用过程中，需要确保催化剂对环境无害，减少有害物质的排放。
综上所述，卟啉多吡啶类金属配合物敏化二氧化钛光催化材料的开发利用涉及多个方面的技术难题，需要科研人员不断探索和创新，以推动该领域的发展和应用。
期望实现的主要技术目标
开发利用卟啉多吡啶类金属配合物敏化TiO2纳米管制备“有机无机”复合型光敏催化剂，并用于CO2水溶液的光催化还原，从而制备甲醇这一重要的化工产品，为CO2的转化利用开辟新的途径。
需求解析
解析单位：江苏省徐州市 解析时间：2024-11-30
袁必佳
徐州市科技局
高级工程师
综合评价
卟琳多吡啶类金属配合物敏化二氧化钛光催化材料的开发利用，核心技术需求在于提升催化效率与稳定性。具体技术需求如下：
提高催化选择性：需优化卟琳多吡啶类金属配合物的结构，以提高对特定反应的选择性，如CO2光催化还原制备甲醇。
增强光电转换效率：通过改进配合物的空间结构、优化TiO2薄膜电极的表面处理，提高敏化效果，从而增强光电转换效率。
提升材料稳定性：确保敏化后的二氧化钛光催化材料在长期光催化过程中保持结构稳定，抗光腐蚀能力强，以延长使用寿命。
拓展光谱响应范围：利用卟琳多吡啶类金属配合物敏化，使二氧化钛能够吸收更宽范围的光，特别是可见光，以提高光能利用率。
这些技术需求的解决将推动卟琳多吡啶类金属配合物敏化二氧化钛光催化材料的广泛应用。
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