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开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-02-01
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
项目成果/简介:新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-04-11
无金属催化剂的单室微生物燃料电池
本发明涉及一种燃料电池,旨在提供一种无金属催化剂的单室微生物燃料电池。该电池包括电池壳体、阴极、阳极,其电解液为充装于电池壳体内的含有有机物的水,所述阳极为由钛丝和活性炭纤维缠绕制成的钛芯碳纤维刷;所述阴极为两面分别涂覆了扩散层和催化层的碳布或不锈钢网,扩散层与空气接触,催化层与电解液接触。本发明的阴极由多层扩散层和催化层构成,降低水的蒸发流失,提高了电极的稳定性。阴极一侧直接面对空气,氧气直接扩散到达阴极催化表面,无需外加供气装置和动力,大大降低了运行成本和稳定性。阴极催化材料是来源广泛、价格低廉的活性炭,不含任何金属催化剂,大大降低构造成本。具有结构简单、成本低、易于扩大化的特点。
浙江大学
2021-04-11
高性能非贵金属电催化剂方面取得的新进展。
通过在金属性1T-MoS2纳米薄片的表面修饰Ni2+δOδ(OH)2-δ纳米粒子显著提高了该复合物催化剂在碱性条件下的HER催化性能(图1)。通过一系列实验结果表明，Ni2+δOδ(OH)2-δ本身是HER惰性，但可以作为共催化剂促进碱性或中性HER中水分子的吸附剂分解，从而加速了1T-MoS2表面活性位点对氢离子的还原及分子氢(H2)的析出
南方科技大学
2021-04-13
一种水/气净化的高效吸附-转化光催化剂
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
随着工业化的快速发展，环境污染问题日益突出。磺胺类抗生素、酚类等持久性有机污染物引起的水体污染，二氧化碳与氮氧化物的大量排放产生的气候变暖与大气污染，成为当前社会可持续发展面临的重大问题。光催化技术由于可以直接利用可持续的太阳能驱动化学反应，而成为水/气环境净化和清洁能源利用的理想途径之一。因此，开发高性能的光催化剂意义重大。
华中科技大学
2022-07-27
合成气一步法制备乙醇和低碳醇催化剂
"低碳醇通常是指碳数在二及以上的醇，其往往可直接作为汽车燃料，也可作为汽油添加剂而加入汽油中，提高汽油辛烷值，而长碳链醇（主要是C6+醇）是增塑剂、洗涤剂、润滑油合成过程中重要的中间体。近年来，通过合成气一步法制备低碳醇的催化剂分为四类，即Rh基催化剂，甲醇修饰催化剂，费托合成修饰催化剂，Mo基催化剂。其中Rh基催化剂具有最高的醇选择性，但其较高的价格以及储量的稀少而限制了其商业应用；甲醇修饰的催化剂其醇选择性较高，但产物主要是甲醇、异丁醇，C2+-OH选择性较低；Mo基催化剂耐硫，但其活性较低，甲烷化严重，反应条件苛刻；费托修饰的催化剂，虽然其碳链增长能力较强，但有大量的烷烃生成，C2+-OH选择性较低。已将碳纳米管应用于合成气制备低碳醇的催化剂，其在高压微反评价装置，300~350 C，6~10 MPa，3000~6000 mL/(g•h)的反应条件下，加氢产物中总醇醚的碳基选择性≥60%，乙醇选择性≥30%，总醇醚时空产率≥100 mg/(g•h)，乙醇≥50 mg/(g•h)；催化剂稳定性考核>1000 h。 项目已经完成具有自主知识产权的低碳醇催化剂的研发，并成功完成了百
厦门大学
2021-04-10
用于高效催化水解二硫化碳和羧基硫的多核钯簇合物催化剂
北京工业大学
2021-04-14
固定床反应器中结构化催化剂定点再生方法
本发明公开了一种固定床反应器中结构化催化剂定点再生方法。该方法包括如下步骤：原料气通过流向变换的形式进入结构化固定床反应器在400-700?℃，0.15-1.00?MpaA的条件下发生反应至催化剂失活，再生气同样通过流向变换的形式与积炭催化剂在350?℃-700?℃，0.15-1.50?MPaA的条件下进行失活催化剂的原位烧炭再生，含氧气体流向变换周期为0.5-20.0?h。本发明可以实现积炭催化剂的定点再生，同时解决烧炭过程中催化剂烧炭不均以及床层飞温的问题，能够实现再生剂的可控预积炭，大大提高目标产物收率，可用于甲醇制丙烯的工业生产中。
浙江大学
2021-04-13
达欧 III 标准的汽车尾气净化催化剂的 开发与生产
技术原理 ：本项目将燃烧汽油的汽车、摩托车等机动车排放的一氧化 碳（CO）俓类 (HC)、氮氧化物 (Nox) 等对人体有害的气体，通过催化装置 转化为无害的气体，属于环境保护技术领域。该项目的汽车尾气净化催化 剂接近 III 标准；摩托车尾气净化催化剂达到欧 III 标准。 市场前景 ：采用本项目研制的汽车和摩托车尾气净化催化技术对其排 放的有害气体 CO、HC、Nox 等进行有效的净化处理，使人们赖于生存的
南昌大学
2021-04-14
用含钒、钼多金属氧酸盐催化剂降解污水中苯酚的方法
本发明是一种温和条件下利用含钒、钼多金属氧酸盐催化剂降解污水中苯酚。苯酚是造纸、炼焦、炼油、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料或中间体。随着经济的发展，未经处理的含酚废水对人类的生存环境已经造成了严重的威胁。研究与开发高效、低成本的新型污水处理技术，特别是研究降解苯酚的高效降解技术，已成为环境工程、环境科学等领域的科学前沿和热点问题。本发明设计提供的一种用于湿法氧化降解苯酚的多金属氧酸盐催化剂，(CTA)3+x [PVxMo12-xO40]（x = 1~3）。多酸催化剂具有合成方法简单、催化降解高效(环境温度下（15°C）空气氧化降解苯酚，反应60 min，苯酚去除率达到70% 以上，COD去除率达到70%，TOC去除率达到70%，苯酚完全矿化。0 °C 苯酚60 min 降解率达到60%以上)、可重复利用和催化反应条件温和等优点。克服了湿法催化氧化技术对设备、催化条件高要求的缺点。且在催化剂合成过程中合成条件温和（常压）、合成时间短、易操作。降解产物为简单无机离子，不对环境造成二次污染。
利用一种温和条件下利用含钒、钼多金属氧酸盐催化剂降解污水中苯酚的应用，可以解决很多技术问题：
1、利用多金属氧酸盐的组成和结构的多样性，合成强氧化性的化合物，作为催化湿法氧化催化剂，降低湿法氧化的反应条件，提高实用性，降低成本；
2、调节反荷离子的种类，合成多金属氧酸盐固体催化剂，在水相反应中不溶脱，且易于分离重复使用，大大降低了催化剂使用成本；
3、多金属氧酸盐降解水中污染物苯酚反应条件温和，在常温常压条件下通入空气就可达到苯酚的有效降解，节约大量能源；
4、杂多酸胶束催化体系的引入使苯酚降解的体系同时具有液膜法和高级氧化法的双重功效，不仅提高了催化效果而且催化条件温和。
此项目主要依托国家自然科学基金和吉林省环保局项目。
含钒多金属氧酸盐(CTA)3+x [PVxMo12-xO40]（x = 1~3）在催化空气氧化降解苯酚污水中，在室温、空气压力条件下，苯酚污水降解率达到90%到100%，并且苯酚分子被完全矿化为简单的无机离子，如CO32-和HCO3-。
东北师范大学
2021-04-29