КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-49-00071
НазваниеИерархически построенные плазмонные наномассивы и их применение в составе синергетических фототермохимических катализаторов гидрогенизации CO_2 с использованием “зеленого” водорода
Руководитель Толстой Валерий Павлович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №99 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC)
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-403 - Водородная энергетика
Ключевые слова Иерархические массивы, плазмоны, нанокристаллы, ионное наслаивание, водородная энергетика, фототермический катализ, гидрирование CO_2
Код ГРНТИ31.15.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будет получен большой массив экспериментальных данных по тематике обоснования оптимальных условий и маршрутов синтеза методом Ионного Наслаивания (ИН) иерархически построенных 0D-3D наноматериалов. Такие наноматериалы будут характеризоваться следующей общей химической формулой FM-[nM_1A_x-mM_2(0)]_k, где FM- подложки с 3D каркасной морфологией, M_1 - катионы металла, например Co(II), Ni(II) и т.д.; A - анионы, такие как OH^-, Al(OH)^- и т.д.; и M_2 - атомы переходного металла, в том числе благородного, такого как Pt(0), Pd(0), Ru(0) и др., а n, m и k - простые целые числа, соответствующие количеству циклов обработки подложки растворами реагентов. Предполагается, что данные катионы и анионы будут образовывать на поверхности 3D каркасной подложки массивы наночастиц с 0-2D морфологией. Полученные результаты составят основу модельных представлений о гипотетических схемах химических реакций, протекающих на поверхности подложек при синтезе методом ИН и дадут возможность получить и проектировать иерархически построенные наноматериалы с прогнозируемыми составом и уникальной морфологией.
Применение методов спектроскопии комбинационного рассеяния света, инфракрасной спектроскопии (FTIR), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (SEM, TEM, HRTEM), рентгеновской дифракции (XRD), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), рентгеноспектрального микроанализа (EDS) и т.д., а также методов термогравиметрии даст возможность получить большой объем экспериментальных данных об их структурно-химических особенностях и термохимических превращениях при нагревании в контролируемой газовой среде до температур 600-700°C и провести предварительный "кастинг" полученных образцов перед изучением их фототермокаталитических свойств в реакции гидрирования CO_2.
Изучение в совместной работе с партнерами из Университета Сучжоу фототермических и фотохимических свойств синтезированных образцов катализаторов гидрирования CO_2 даст возможность изучить уникальные фототермокаталитические и фотокаталитические свойства в рядах синтезированных соединений, выполнить их сравнительный анализ и сделать рекомендации по оптимизации дальнейших условий синтеза. Не вызывает сомнения, что в результате выполнения проекта удастся получить серии образцов фототермокатализаторов с характеристиками близкими или превышающими аналогичные характеристики лучших прототипов.
Успешная реализация проекта, вероятно, позволит решить важные проблемы в области фотокатализа с участием CO_2, предоставит ценную информацию о принципах проектирования иерархических фотокатализаторов, создаст новое направление исследований в фототермическом/фотохимическом катализе и исследовательский коллектив высокого уровня с международной перспективой. В более широком контексте этот проект, вероятно, будет способствовать созданию надежной модели международного сотрудничества не только между двумя исследовательскими группами-заявителями, но и между китайскими и российскими исследователями в целом. Исследования, проведенные в рамках этого проекта, окажутся полезными для повышения общей конкурентоспособности как в области фотокатализа CO_2, так и в области технологий с отрицательным выбросом углерода в целом для стран - членов БРИКС.