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基于氣態污染物高效降解的光催化技術及組件
北京工業大學
2021-04-14
南工大實現太陽光驅動光催化內建電場重構
南京工業大學教授陸春華、寇佳慧與東南大學教授趙遠錦合作制備了一種多功能光催化復合纖維，首次實現了太陽光驅動內建電場重構，并有效增強光催化性能提高。日前，這一研究成果以《構筑紅外光響應的光生電子驅動器來增強光催化產氫》為題，作為封面文章發表在《先進材料》上。光催化反應是在太陽光照射下完成的化學反應，如果能夠在太陽光照射下實現內建電場重構，那么內建電場重構增強光催化這一研究策略將有效推動光催化技術的實際應用與發展。據論文第一作者、南京工業大學材料科學與工程學院博士生代寶瑩介紹，課題組創新性地設計并構筑了熱釋電—光熱—光催化復合微米纖維PVDF-HFP/CNT/CdS-Pt系統，以實現太陽光驅動內建電場重構，并顯著提高光催化分解水制氫效率達5倍以上，對應的平均表觀量子效率約為16.9%。為了充分發揮光熱材料和熱釋電材料的性能，該團隊將光催化反應局域在構筑的復合纖維的表界面，形成熱收集型光催化微反應器。為了得到最佳的光催化性能，他們探討了熱釋電基底、光熱材料含量等與熱釋電電勢輸出及光催化性能的關聯，并對復合螺旋纖維的光催化穩定性進行了探索。其研究表明太陽光驅動內建電場重構可實現光催化性能的顯著提高。另外，該團隊通過變溫熒光和變溫光電化學表征等技術手段，探索了熱釋電內建電場對光生載流子分離、傳輸及壽命的影響，為未來太陽光驅動內建電場重構增強光催化性能的研究提供了理論依據與指導。據了解，該研究成果將來可以用來分解水制備清潔可再生能源氫氣、還原溫室氣體二氧化碳、氮氧化物固定、降解生產和生活中形成的有毒有害物質（如工業有機染料、醫用抗生素、家居裝修產生的甲醛等）等，以緩解日益嚴峻的環境和能源問題。相關論文信息： https://doi.org/10.1002/adma.201906361
南京工業大學
2021-04-11
基于金屬氧化物的復合半導體光催化劑
將納米級尺寸石墨烯量子點修飾到超薄ZnO納米片表面，同樣可大提高ZnO納米片的光催化性能。
上海理工大學
2021-04-10
玻璃纖維負載型可見光光催化劑
成果簡介： 本團隊經過近些年的研發，突破多項關鍵技術，開發出具有自主知識產權的鋯、氮摻雜的鈦基可見光光催化劑，并制備出玻璃纖維負載型催化劑產品，具有催化效率高、反應溫和、價格低廉、制備簡單、壽命周期長等特點，可廣泛應用于多種揮發性有機物的降解。
南京工業大學
2021-01-12
用于空氣凈化的宏觀氣凝膠光催化劑材料
本項目提供了一種用于空氣凈化的宏觀光催化材料。采用一步冷凍成型法將非金屬光催化材料與氧化石墨烯制備成一體式宏觀催化劑。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
本項目提供了一種用于空氣凈化的宏觀光催化材料。采用一步冷凍成型法將非金屬光催化材料與氧化石墨烯制備成一體式宏觀催化劑。并對大氣中的主要污染物氮氧化物以及染料有很好的降解效果，還能有效地吸附各種油和有機物。
創新性和先進性：（1）創造性地將非金屬光催化材料和氧化石墨烯制備成宏觀一體式材料，并且對催化劑活性有增強作用，該方法可以應用到其它同類二維光催化材料。（2）該方法在室溫下即可完成，并且可以將光催化劑制備成任意的形狀和體積，能耗低，節能環保。
技術指標：該材料對流動狀態下的污染氣體NOx降解率高達55%，還能降解甲基橙等染料，吸油能力在50-90倍不等。
西南石油大學
2022-08-16
基于金屬氧化物的復合半導體光催化劑
將納米級尺寸石墨烯量子點修飾到超薄 ZnO 納米片表面，同樣可大大提高 ZnO 納米片的光催化性能，結果如下圖所示，這主要歸因于石墨烯量子點與 ZnO 納米片形成 p-n 結，促進光生載流子的分離效率。此外，將 N 摻雜石墨烯量子點與 TiO2 納米片復合，構筑高效可見光催化劑，可
上海理工大學
2021-01-12
半焦負載型催化劑制備及其在CO2光催化合成甲醇過程的應用
本項目以陜西榆林及內蒙地區生產的半焦焦粉為原料，通過高溫催化處理以實現半焦焦粉的有序化、多孔化和功能化改性；進而將改性半焦焦粉作為催化劑應用在 CO 2 光催化反應過程中。本項目通過考察改性半焦對 CO 2 光催化轉化產物組成和產率的影響，揭示不同溫度、不同催化劑對半焦結構的調控規律及作用機制；進而揭示改性半焦作為催化劑在 CO 2 光催化轉化過程中的作用機理及轉化機制，以期探尋半焦焦粉應用的新途徑及 CO 2 轉化的新技術。
西安科技大學
2021-04-11
開發基于MXene的新型光催化劑實現安全空氣消毒
新冠疫情的爆發，使人們對空氣消毒日益重視。其中，紫外輻射是一種常見的空氣消毒技術。然而，在實際的消毒過程中，微生物往往存在“復活”現象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學王燦教授團隊提出了一種基于單層Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化劑，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。該研究對前體MAX相蝕刻、插層、超聲剝層，制備單層Ti3C2Tx納米片，即MXene；通過水熱法并同時調控TiO2晶面，合成光催化劑MXene/{001}TiO2，浸漬涂覆于聚氨酯（PU）海綿。 在此基礎上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續流光催化反應器，用于動態的空氣消毒，發現相比于傳統的紫外消毒技術顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復活）和無光（暗修復）條件下的復活情況，結果表明，與單獨紫外消毒相比，經過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復現象，在可見光下細菌濃度甚至呈現持續下降趨勢。進一步對滅活機理的研究發現，紫外線通過作用于細胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復，細菌復活；而光催化的加入產生了活性氧自由基，對細菌的細胞結構造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達到更高的空氣消毒效率，同時實現更徹底的消毒效果。相關的技術成果可以應用于因新冠疫情感染場所的空氣消毒。
天津大學
2021-02-01
開發基于MXene的新型光催化劑實現安全空氣消毒
項目成果/簡介:新冠疫情的爆發，使人們對空氣消毒日益重視。其中，紫外輻射是一種常見的空氣消毒技術。然而，在實際的消毒過程中，微生物往往存在“復活”現象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學王燦教授團隊提出了一種基于單層Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化劑，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。該研究對前體MAX相蝕刻、插層、超聲剝層，制備單層Ti3C2Tx納米片，即MXene；通過水熱法并同時調控TiO2晶面，合成光催化劑MXene/{001}TiO2，浸漬涂覆于聚氨酯（PU）海綿。 在此基礎上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續流光催化反應器，用于動態的空氣消毒，發現相比于傳統的紫外消毒技術顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復活）和無光（暗修復）條件下的復活情況，結果表明，與單獨紫外消毒相比，經過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復現象，在可見光下細菌濃度甚至呈現持續下降趨勢。進一步對滅活機理的研究發現，紫外線通過作用于細胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復，細菌復活；而光催化的加入產生了活性氧自由基，對細菌的細胞結構造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達到更高的空氣消毒效率，同時實現更徹底的消毒效果。相關的技術成果可以應用于因新冠疫情感染場所的空氣消毒。
天津大學
2021-04-11
二維鈣鈦礦納米材料用于光催化降解黑臭水體
產品服務:焦化廠外排廢水含高濃度有毒、難降解的氰化物、COD及氨氮稱為焦化廢水，是一種較難處理的有機廢水，傳統處理方法后無法達標。隨著國家對環保問題的的日益重視以及國民環保意識的不斷提高，廢水的排放標準也變得更為嚴格。各國學者經過不斷的探索研究出了一些新的焦化廢水處理技術，如：電化學氧化技術、光催化氧化技術、膜技術等。這些技術對焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會產生二次污染，但是這些技術投資成本和運行成本較高并且很多仍處于理論研究和實驗室研究階段，較難實現大規模工業化應用。項目優勢:本研究以鐵基的納米材料制備電極具有單個優點：高效降解焦化廢水，高的使用壽命；低的處理成本。 市場概況:發展規劃： 本團隊計劃創立集特色催化劑和配套設備為一體的納米電催化工藝，以去除焦化廢水中的難降解污染物為主要目標，同時實現脫色、除臭和凈化水體的目標。經營目標是以上海環保公司為依托，對于他們在工程應用中的水處理需求，公司為其提供相應的環保咨詢和先進的水處理產品，互利共贏。與此同時也要逐步提高產品品牌的市場認可度以及品牌效應。 商業模式:盈利模式： 前期以Fe基納米電極與配套電催化設備的批量生產和銷售為主，在產品推廣到一定階段后，以實際廢水處理工程項目承包運營為主。
同濟大學
2021-04-10