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CuFe2O4復合材料催化氧化有機污染物的性能與機理
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
學號
馮疇境
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043101
李暄
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043116
羅雨欣
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043111
黃品杰
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043110
張一丹
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043105
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
周家斌
化學化工學院
教授
環境材料與污染控制
劉丹
化學化工學院
講師
環境材料與污染控制
四、項目簡介
工業生產當中產生大量的有機廢水需要凈化處理，對此問題，本課題準備采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有機污染物。制備出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2復合材料來活化PMS。PMS在復合催化材料表面會迅速反應生成硫酸根和羥基的自由基，同時在光照下實現電子空穴的有效分離。通過光催化和高級氧化產生的強氧化性的活性物種會爭奪有機物的最外層電子來實現對有機廢水的高效降解。
因為CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重復使用、低毒、化學性質穩定、可見光催化活性等優點，可減少二次污染，且能夠高效的活化PMS，此外，PMS可作為電子受體快速轉移和消耗光生電子，實現電子和空穴的有效分離，提高其光催化活性。同時，通過摻雜MnO2顆粒進一步提高CuFe2O4催化劑比表面積，在反應體系中能夠進一步活化PMS產生氧化自由基，從而有效地降解有機物。
西南石油大學
2023-07-20
邢偉教授團隊在團簇催化和稠環芳烴電極材料等方面取得系列進展
受益于自優化配體效應和原子精度結構，Pt團簇基電催化劑表現出高質量活性、優異穩定性和抗CO毒化能力。理論計算證實，增強的電催化性能歸因于三苯基膦配體的雙重效應，它不僅可以調節原子級精確Pt團簇的形成，還可以改變Pt原子的d帶中心，從而有利于獲得*H、*OH 和 CO等中間體的良好吸附動力學。
中國石油大學（華東）
2022-05-31
基于半導體異質結概念，提出利用晶相共生現象可控合成異質結 光催化材料
基于半導體異質結概念，首次通過工藝簡單，成本低廉熔融鹽法合成一系列 鉭酸鈣基半導體異質結復合材料，發現了兩元及多元半導體復合物組分及其含量 可通過改變前驅物比例簡單調控，證明該異質結復合物晶相，組分變化與光催化 制氫性能有著密切關系，闡明不同鉭酸鈣晶相界面異質結形成促進光生電荷有效分離機制，極大地提高光催化制氫性能。
上海理工大學
2021-01-12
固體堿催化劑
和廢鹽，且催化劑不易回收。發展的趨勢是用固體傳統的質子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化過程中產生酸酸取代液體酸、用多相催化取代均相反應， 以減輕環境污染提高生產效益。本頊目所開發的固體酸具有如下優點：(1)催化活性高、催化劑用量少；(2)易與產物分離，重復使用高；(3)生產過程中污染少。并且在酯類香料的合成中顯示很高的催化活性，如：丙酸異戊酯的收率可達98.2%；丁酸芐酯的收率可達96.9%；己二酸 二丁酯的收率可達98．O%以上。
南京工程學院
2021-04-11
光催化消毒滅菌技術
遼寧石油化工大學張靜、李長波團隊將多年研究成果“光催化消毒滅菌技術”、“生活污水、固體廢棄物無害化處理技術”等關鍵技術無償捐獻給地方企業，助力企業戰勝疫情早日復工復產。捐贈的技術首先在撫順鋁業有限公司試行。 光催化材料是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱，它涂布于基材表面，在紫外光及可見光的作用下，產生強烈催化降解功能，能有效地降解空氣中甲醛等有毒有害氣體，殺滅多種細菌和病毒，并將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。張靜教授多年研究光催化技術的實際應用，曾獲得國家發明授權專利。采用該專利技術制備的納米氧化鈦溶膠，顆粒大小合適、粒子分散度好，消毒殺菌、凈化空氣效果好。將其噴涂在辦公場所可以有效切斷污染源，避免病毒擴散傳播，維護員工身體健康。對人流密集重點區域（如會議室、辦公室、食堂），除了采用傳統酒精消毒劑外，還可以采用光催化消毒滅菌技術進行消毒。新冠病毒可通過糞便和污水傳播擴散，針對這一情況，污水處理廠通過“紫外線、臭氧、次氯酸鈉”進行“三重消殺”，但是過量消毒劑會沖擊下游生化系統。因此，工業企業應該在生活污水出廠之前進行預處理，保證效果的前盡量提下減少消毒劑的使用。
遼寧石油化工大學
2021-04-10
固體堿催化劑
項目概況 隨著人們環保意識的加強和綠色化學的興起，傳統的均相堿催化劑（KOH、NaOH 等）已 不再適應現代化工發展的需要。尋求高活性、高選擇性以及可重復使用的固體堿催化劑已成 為目前研究的熱點。固體堿催化劑的應用在我國處于剛起步階段。本項目所研制的固體堿催 化劑不受空氣中 H2O 和 CO2的毒化作用；并在苯酚烷基化，醛縮合，環氧丙烷的水解、醇解 和氨解，生物柴油制備以及硝基苯法制 4－硝基二苯胺等堿催化反應表現出了良好的催化性能。
南京工程學院
2021-04-13
固體酸催化劑
南京工程學院
2021-04-13
清潔氧化催化劑
南京工程學院
2021-04-13
納米催化燃燒發電技術
針對目前日趨小型化的各種民用與軍用微電子產品對高能量密度便攜式電源系統的需求，開展新型清潔能源的研究尤為重要。納米催化燃燒發電技術使得燃料可以充分燃燒，無需點火過程，無需任何機械運動部件就可以在納米尺度下將熱能直接轉化為電能。燃燒所釋放的能量，其單位質量輸出的功率是傳統使用的化學電池的幾十倍，從而大大提高了能源利用率，更重要的是此反應的生成物是無毒的二氧化碳和水，是一種全新的燃燒方式。此發明已經獲得了美國發明專利“Solid state transport-based thermoelectric converter”,US 7696668。已經首創完成了第一代NanoEPower的結構測試和芯片的設計制造，在一塊郵票大小的硅片上集成了上千個微米級發電單元，納米催化低溫燃燒發電的概念已經完成了實驗室原理驗證。該項目得到了科技部、上海市科委、云南省科委等多家單位支持, 可以應用在芯片級納米催化燃燒發電系統上。
上海交通大學
2021-04-13
催化苯乙烯環氧化制備苯乙烷的新型催化劑
環氧苯乙烷作為一種重要的化工中間體被廣泛應用于化工與醫藥生產等眾多領域，傳統的制備方法——鹵醇法在生產過程中環境污 染嚴重、對原料的利用率不高，導致生產成本居高不下。隨著整個社會環保意識的不斷增強，綠色化學日益受到重視。在催化苯乙烯環氧化反應的研究過程中，開發高效、低污染、低能耗、環境友好的催化劑一直是研究的主要方向。雖然在許多研究人員的不懈努力下，催化劑的研究取得了可喜的進展，但是現有的催化劑還存在著一些缺陷， 新型高效催化劑的研發仍然是當前研究的熱點之一。我們發現將普魯士藍類配合物用于催化苯乙烯
蘭州大學
2021-01-12