Создание наноструктурированных фотокатализаторов методом электростатической самосборки нанослоев, полученных эксфолиацией слоистых перовскитоподобных оксидов и слоистых двойных гидроксидов

Проект направлен на получение водородного топлива экологически чистым и энергосберегающим методом из возобновляемых природных ресурсов с использованием солнечного света. Цель проекта состоит в научно обоснованной разработке и физико-химическом исследовании новых фотокатализаторов, способных за счет энергии поглощенного света эффективно инициировать реакцию выделения водорода из органических соединений, получаемых из биомассы. В рамках проекта планируется разработать методы внедрения молекул органических веществ из числа продуктов разложения биомассы (глюкоза, ксилоза, метанол) в межслоевое пространство слоистых оксидов, создать композитные фотокатализаторы за счет комплекса интеркаляционно/ионообменных реакций, а также путем эксфолиации слоистой структуры на монослои с последующей самосборкой композита. Получение органо-неорганических производных протонированных форм перовскитоподобных соединений планируется проводить в условиях сольвотермальных и сольвотермально-микроволновых процессов. Интеркаляция воды и графтинг органических молекул в межслоевое пространство протонированных слоистых оксидов будут исследованы в водных растворах при различных условиях (концентрация, температура, pH, присутствие способствующих интеркаляции органических оснований). Такие подходы позволят существенно повысить фотокаталитическую активность за счет увеличения эффективной удельной поверхности катализатора и внедрения молекул субстрата в межслоевое пространство, которое может рассматриваться как отдельная реакционная зона. Смещение спектральной области действия фотокатализатора в длинноволновую область, которое столь необходимо для использования солнечного света, будет достигнуто как путем катионного замещения в структуре слоистого оксида, так и путем создания композитов с фотоактивными частицами. Эти подходы, уже зарекомендовавшие себя для повышения активности в реакции разложения воды, будут впервые применены для создания фотокатализаторов получения водорода из продуктов переработки биомассы.