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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
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
2021-04-10
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
一種水/氣凈化的高效吸附-轉化光催化劑
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
隨著工業化的快速發展，環境污染問題日益突出?；前奉惪股?、酚類等持久性有機污染物引起的水體污染，二氧化碳與氮氧化物的大量排放產生的氣候變暖與大氣污染，成為當前社會可持續發展面臨的重大問題。光催化技術由于可以直接利用可持續的太陽能驅動化學反應，而成為水/氣環境凈化和清潔能源利用的理想途徑之一。因此，開發高性能的光催化劑意義重大。
華中科技大學
2022-07-27
一種具有光催化性能的防火涂料及其制備方法
（專利號：ZL 201410134705.2） 簡介：本發明公開了一種具有光催化性能的防火涂料及其制備方法，屬于防火涂料領域。該涂料包含基料、催化劑、成炭劑、發泡劑、填料、顏料、溶劑、分散劑、催干劑、助干劑以及納米母液等；所述基料為磷酸二氫鋁，催化劑為聚磷酸銨，成炭劑為季戊四醇，發泡劑為三聚氰胺，填料為超細礦渣粉，顏料為Cu-La/TiO2，溶劑為水，分散劑為BYK180高分子分散劑，催干劑為氧化鉛，助干劑為鋅粉，納米母液為納米SiO2母
安徽工業大學
2021-01-12
新型高效MnxV2O5+x基可見光催化劑的催化機理及動態表征
環境污染和能源短缺已成為當今世界面臨的最主要危機，人們不斷探究治理環境和開發可再生能源的新方法。于1972年，Fujishima和Honda報道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開辟了半導體催化這一新的研究領域。近些年，將有機污染物降解已經成為能源環境科學領域的研究熱點。該研究對于治理水污染，保護水環境具有重要的科學意義。
主要通過化學方法可控的調控可見光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規則形貌和特定裸露晶面的可見光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎上進一步優化能級能帶結構,同時探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨特性質，深入結合理論模擬計算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應機制。為了深入研究太陽能-化學能轉化過程中的關鍵科學問題，構筑一種新型的具有特定結構和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質結構在可見光照射下表現出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質結構高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進了載流子的分離，因此具有優異的可見光催化活性。
淮陰工學院
2021-05-11
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
共價有機框架材料可見光催化還原CO2的最新成果
CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應引起的環境問題，而且還可以解決日益嚴峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅動力的光催化還原CO2生成有機物是較為理想的途徑之一，也是極具挑戰性的前沿方向。含氮共價有機框架材料（COF）擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力，具有高穩定性、高CO2吸附量、易于設計調控和修飾等優點，是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應合成了一系列具有相同結構不同官能團的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能團對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結果表明，官能團的引入會影響TpBD的可見光吸收能力，改變其能帶結構；與吸電子基團相比，該COF材料中的給電子基團更有利于光催化還原CO2的進行，其活性順序為-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結合各種表征技術，發現給電子基官能團可以增強該類材料的共軛效應，提高可見光吸收，加快光生電荷分離與遷移，進而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實際應用，還可以豐富光催化理論，對于CO2的固定轉化具有重要的理論指導意義和實際應用價值。
浙江師范大學
2021-04-30