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南京工業(yè)大學(xué)教授陸春華、寇佳慧與東南大學(xué)教授趙遠(yuǎn)錦合作制備了一種多功能光催化復(fù)合纖維，首次實現(xiàn)了太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)，并有效增強(qiáng)光催化性能提高。日前，這一研究成果以《構(gòu)筑紅外光響應(yīng)的光生電子驅(qū)動器來增強(qiáng)光催化產(chǎn)氫》為題，作為封面文章發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。光催化反應(yīng)是在太陽光照射下完成的化學(xué)反應(yīng)，如果能夠在太陽光照射下實現(xiàn)內(nèi)建電場重構(gòu)，那么內(nèi)建電場重構(gòu)增強(qiáng)光催化這一研究策略將有效推動光催化技術(shù)的實際應(yīng)用與發(fā)展。據(jù)論文第一作者、南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生代寶瑩介紹，課題組創(chuàng)新性地設(shè)計并構(gòu)筑了熱釋電—光熱—光催化復(fù)合微米纖維PVDF-HFP/CNT/CdS-Pt系統(tǒng)，以實現(xiàn)太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)，并顯著提高光催化分解水制氫效率達(dá)5倍以上，對應(yīng)的平均表觀量子效率約為16.9%。為了充分發(fā)揮光熱材料和熱釋電材料的性能，該團(tuán)隊將光催化反應(yīng)局域在構(gòu)筑的復(fù)合纖維的表界面，形成熱收集型光催化微反應(yīng)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(guān)聯(lián)，并對復(fù)合螺旋纖維的光催化穩(wěn)定性進(jìn)行了探索。其研究表明太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)可實現(xiàn)光催化性能的顯著提高。另外，該團(tuán)隊通過變溫?zé)晒夂妥儨毓怆娀瘜W(xué)表征等技術(shù)手段，探索了熱釋電內(nèi)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(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)增強(qiáng)光催化性能的研究提供了理論依據(jù)與指導(dǎo)。據(jù)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(chǎn)和生活中形成的有毒有害物質(zhì)（如工業(yè)有機(jī)染料、醫(yī)用抗生素、家居裝修產(chǎn)生的甲醛等）等，以緩解日益嚴(yán)峻的環(huán)境和能源問題。相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1002/adma.201906361

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。

成果簡介：  本團(tuán)隊經(jīng)過近些年的研發(fā)，突破多項關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋯、氮摻雜的鈦基可見光光催化劑，并制備出玻璃纖維負(fù)載型催化劑產(chǎn)品，具有催化效率高、反應(yīng)溫和、價格低廉、制備簡單、壽命周期長等特點，可廣泛應(yīng)用于多種揮發(fā)性有機(jī)物的降解。

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(guān)鍵核心技術(shù)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(jī)物。 創(chuàng)新性和先進(jìn)性：（1）創(chuàng)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(qiáng)作用，該方法可以應(yīng)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(jié)能環(huán)保。 技術(shù)指標(biāo)：該材料對流動狀態(tài)下的污染氣體NOx降解率高達(dá)55%，還能降解甲基橙等染料，吸油能力在50-90倍不等。

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(jié)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(jié)，促進(jìn)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(fù)合，構(gòu)筑高效可見光催化劑，可

本項目以陜西榆林及內(nèi)蒙地區(qū)生產(chǎn)的半焦焦粉為原料，通過高溫催化處理以實現(xiàn)半焦焦粉的有序化、多孔化和功能化改性；進(jìn)而將改性半焦焦粉作為催化劑應(yīng)用在 CO 2 光催化反應(yīng)過程中。本項目通過考察改性半焦對 CO 2 光催化轉(zhuǎn)化產(chǎn)物組成和產(chǎn)率的影響，揭示不同溫度、不同催化劑對半焦結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律及作用機(jī)制；進(jìn)而揭示改性半焦作為催化劑在 CO 2 光催化轉(zhuǎn)化過程中的作用機(jī)理及轉(zhuǎn)化機(jī)制，以期探尋半焦焦粉應(yīng)用的新途徑及 CO 2 轉(zhuǎn)化的新技術(shù)。

新冠疫情的爆發(fā)，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(shù)。然而，在實際的消毒過程中，微生物往往存在“復(fù)活”現(xiàn)象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學(xué)王燦教授團(tuán)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(diào)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(chǔ)上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續(xù)流光催化反應(yīng)器，用于動態(tài)的空氣消毒，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的紫外消毒技術(shù)顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進(jìn)一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復(fù)活）和無光（暗修復(fù)）條件下的復(fù)活情況，結(jié)果表明，與單獨紫外消毒相比，經(jīng)過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復(fù)現(xiàn)象，在可見光下細(xì)菌濃度甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。進(jìn)一步對滅活機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線通過作用于細(xì)胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細(xì)菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復(fù)，細(xì)菌復(fù)活；而光催化的加入產(chǎn)生了活性氧自由基，對細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復(fù)。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達(dá)到更高的空氣消毒效率，同時實現(xiàn)更徹底的消毒效果。相關(guān)的技術(shù)成果可以應(yīng)用于因新冠疫情感染場所的空氣消毒。

項目成果/簡介:新冠疫情的爆發(fā)，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(shù)。然而，在實際的消毒過程中，微生物往往存在“復(fù)活”現(xiàn)象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學(xué)王燦教授團(tuán)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(diào)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(chǔ)上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續(xù)流光催化反應(yīng)器，用于動態(tài)的空氣消毒，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的紫外消毒技術(shù)顯著提高了對空氣微生物的滅活效率。該研究進(jìn)一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復(fù)活）和無光（暗修復(fù)）條件下的復(fù)活情況，結(jié)果表明，與單獨紫外消毒相比，經(jīng)過光催化滅活的空氣微生物基本無暗修復(fù)現(xiàn)象，在可見光下細(xì)菌濃度甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。進(jìn)一步對滅活機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線通過作用于細(xì)胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細(xì)菌，該損傷可在一定波長的可見光下被修復(fù)，細(xì)菌復(fù)活；而光催化的加入產(chǎn)生了活性氧自由基，對細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復(fù)。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達(dá)到更高的空氣消毒效率，同時實現(xiàn)更徹底的消毒效果。相關(guān)的技術(shù)成果可以應(yīng)用于因新冠疫情感染場所的空氣消毒。

產(chǎn)品服務(wù):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(jī)廢水，傳統(tǒng)處理方法后無法達(dá)標(biāo)。隨著國家對環(huán)保問題的的日益重視以及國民環(huán)保意識的不斷提高，廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)也變得更為嚴(yán)格。各國學(xué)者經(jīng)過不斷的探索研究出了一些新的焦化廢水處理技術(shù)，如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜技術(shù)等。這些技術(shù)對焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)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(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。項目優(yōu)勢:本研究以鐵基的納米材料制備電極具有單個優(yōu)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(fā)展規(guī)劃： 本團(tuán)隊計劃創(chuàng)立集特色催化劑和配套設(shè)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(biāo)，同時實現(xiàn)脫色、除臭和凈化水體的目標(biāo)。經(jīng)營目標(biāo)是以上海環(huán)保公司為依托，對于他們在工程應(yīng)用中的水處理需求，公司為其提供相應(yīng)的環(huán)保咨詢和先進(jìn)的水處理產(chǎn)品，互利共贏。與此同時也要逐步提高產(chǎn)品品牌的市場認(rèn)可度以及品牌效應(yīng)。  商業(yè)模式:盈利模式： 前期以Fe基納米電極與配套電催化設(shè)備的批量生產(chǎn)和銷售為主，在產(chǎn)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。 

本發(fā)明公開了一種鎢酸鉍納米光催化劑的制備方法，將鉍源、鎢源和臨界水混合，固液分離，固體部分干燥后得到鎢酸鉍納米光催化劑。本發(fā)明還包括采用所述制備方法制得的鎢酸鉍納米光催化劑及該催化劑在光催化方面的應(yīng)用。本發(fā)明是將鉍源和鎢源在臨界水的條件下短時間混合制備鎢酸鉍納米光催化劑，操作簡單，重復(fù)性好、產(chǎn)率高，且反應(yīng)時間比現(xiàn)有技術(shù)大大縮短。