[00658508]新型纳米结构光催化材料研制

自从1991年Iijima发现碳纳米管以来，材料领域内关于纳米结构材料的研究就因为其特殊结构带来的特殊性能而得到了全世界广泛关注，而且随着研究的进一步深入，纳米结构材料在其他研究领域如环境污染控制、生物、医学等的应用研究也成了纳米材料研究的热点。该项目围绕新型纳米结构光催化材料研制，以及准一维纳米结构材料的简单、新颖、大规模制备技术方法等方面展开了系统和深入的研究，取得的主要创新性成果包括：1、根据光催化理论来设计和研制了新型纳米结构光催化材料，即首次将碳纳米管用于增强半导体的光催化活性，并制备得到了新型光催化材料，理论上诠释了碳纳米管作为半导体光催化剂的载体能够大幅度提高半导体材料光催化活性的原理，引导出碳纳米管/半导体复合材料在环境污染光催化治理领域的新研究方向；实现了N型半导体TiO<,2>与P型Cu2O的有效复合，通过内建电场分离光生载流子而达到增强TiO<,2>光催化活性目的，为异质结半导体复合物用于环境污染控制领域提供了基础。2、在准一维纳米结构材料的制备方面，根据纳米结构材料制备生长机理，通过对原制备方法的改进，提出了添加剂模板法和原位法大规模制备准一维硼酸铝纳米材料、碳纳米管和氮化硼纳米管的技术路线；提出了超声辅助液相沉积法在碳纳米管表面均匀负载半导体材料的简单方法，在制备技术方法上作出了创新性工作。这些新制备技术方法的发现为准一维纳米材料的实用化提供了依据。该项目于2001-2006年期间先后在国际重要学术刊物如Appl.Catal.B:Environ.、Carbon、Electrochem. Commun.、J. Phys. Chem. B等上发表SCI论文38篇，他引总数为436次，8篇代表性论文被SCI他人引用达到133次，单篇最高他引44次。该项目首次使用碳纳米管来增强半导体光催化活性得到众多科研小组的实验支持，并被发表于化学领域综述性权威期刊Chem.Rev.上论文引用，引导出碳纳米管在半导体光催化领域的研究热潮。准一维纳米材料硼酸铝纳米线、碳纳米管和氮化硼纳米管的大规模创新性制备技术方法，以及新型的超声辅助液相沉积法在碳纳米管表面均匀负载半导体的简单方法也被国外著名研究小组广泛使用和正面评述。