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CuFe2O4复合材料催化氧化有机污染物的性能与机理
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
学号
冯畴境
化学化工学院环境工程
2019-2023
201931043101
李暄
化学化工学院环境工程
2019-2023
201931043116
罗雨欣
化学化工学院环境工程
2019-2023
201931043111
黄品杰
化学化工学院环境工程
2019-2023
201931043110
张一丹
化学化工学院环境工程
2019-2023
201931043105
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
周家斌
化学化工学院
教授
环境材料与污染控制
刘丹
化学化工学院
讲师
环境材料与污染控制
四、项目简介
工业生产当中产生大量的有机废水需要净化处理，对此问题，本课题准备采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有机污染物。制备出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2复合材料来活化PMS。PMS在复合催化材料表面会迅速反应生成硫酸根和羟基的自由基，同时在光照下实现电子空穴的有效分离。通过光催化和高级氧化产生的强氧化性的活性物种会争夺有机物的最外层电子来实现对有机废水的高效降解。
因为CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重复使用、低毒、化学性质稳定、可见光催化活性等优点，可减少二次污染，且能够高效的活化PMS，此外，PMS可作为电子受体快速转移和消耗光生电子，实现电子和空穴的有效分离，提高其光催化活性。同时，通过掺杂MnO2颗粒进一步提高CuFe2O4催化剂比表面积，在反应体系中能够进一步活化PMS产生氧化自由基，从而有效地降解有机物。
西南石油大学
2023-07-20
固体碱催化剂
和废盐，且催化剂不易回收。发展的趋势是用固体传统的质子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化过程中产生酸酸取代液体酸、用多相催化取代均相反应， 以减轻环境污染提高生产效益。本顼目所开发的固体酸具有如下优点：(1)催化活性高、催化剂用量少；(2)易与产物分离，重复使用高；(3)生产过程中污染少。并且在酯类香料的合成中显示很高的催化活性，如：丙酸异戊酯的收率可达98.2%；丁酸苄酯的收率可达96.9%；己二酸 二丁酯的收率可达98．O%以上。
南京工程学院
2021-04-11
光催化消毒灭菌技术
辽宁石油化工大学张静、李长波团队将多年研究成果“光催化消毒灭菌技术”、“生活污水、固体废弃物无害化处理技术”等关键技术无偿捐献给地方企业，助力企业战胜疫情早日复工复产。捐赠的技术首先在抚顺铝业有限公司试行。 光催化材料是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中甲醛等有毒有害气体，杀灭多种细菌和病毒，并将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，具备除臭、抗污、净化空气等功能。张静教授多年研究光催化技术的实际应用，曾获得国家发明授权专利。采用该专利技术制备的纳米氧化钛溶胶，颗粒大小合适、粒子分散度好，消毒杀菌、净化空气效果好。将其喷涂在办公场所可以有效切断污染源，避免病毒扩散传播，维护员工身体健康。对人流密集重点区域（如会议室、办公室、食堂），除了采用传统酒精消毒剂外，还可以采用光催化消毒灭菌技术进行消毒。新冠病毒可通过粪便和污水传播扩散，针对这一情况，污水处理厂通过“紫外线、臭氧、次氯酸钠”进行“三重消杀”，但是过量消毒剂会冲击下游生化系统。因此，工业企业应该在生活污水出厂之前进行预处理，保证效果的前尽量提下减少消毒剂的使用。
辽宁石油化工大学
2021-04-10
固体碱催化剂
项目概况 随着人们环保意识的加强和绿色化学的兴起，传统的均相碱催化剂（KOH、NaOH 等）已 不再适应现代化工发展的需要。寻求高活性、高选择性以及可重复使用的固体碱催化剂已成 为目前研究的热点。固体碱催化剂的应用在我国处于刚起步阶段。本项目所研制的固体碱催 化剂不受空气中 H2O 和 CO2的毒化作用；并在苯酚烷基化，醛缩合，环氧丙烷的水解、醇解 和氨解，生物柴油制备以及硝基苯法制 4－硝基二苯胺等碱催化反应表现出了良好的催化性能。
南京工程学院
2021-04-13
固体酸催化剂
南京工程学院
2021-04-13
清洁氧化催化剂
南京工程学院
2021-04-13
纳米催化燃烧发电技术
针对目前日趋小型化的各种民用与军用微电子产品对高能量密度便携式电源系统的需求，开展新型清洁能源的研究尤为重要。纳米催化燃烧发电技术使得燃料可以充分燃烧，无需点火过程，无需任何机械运动部件就可以在纳米尺度下将热能直接转化为电能。燃烧所释放的能量，其单位质量输出的功率是传统使用的化学电池的几十倍，从而大大提高了能源利用率，更重要的是此反应的生成物是无毒的二氧化碳和水，是一种全新的燃烧方式。此发明已经获得了美国发明专利“Solid state transport-based thermoelectric converter”,US 7696668。已经首创完成了第一代NanoEPower的结构测试和芯片的设计制造，在一块邮票大小的硅片上集成了上千个微米级发电单元，纳米催化低温燃烧发电的概念已经完成了实验室原理验证。该项目得到了科技部、上海市科委、云南省科委等多家单位支持, 可以应用在芯片级纳米催化燃烧发电系统上。
上海交通大学
2021-04-13
邢伟教授团队在团簇催化和稠环芳烃电极材料等方面取得系列进展
受益于自优化配体效应和原子精度结构，Pt团簇基电催化剂表现出高质量活性、优异稳定性和抗CO毒化能力。理论计算证实，增强的电催化性能归因于三苯基膦配体的双重效应，它不仅可以调节原子级精确Pt团簇的形成，还可以改变Pt原子的d带中心，从而有利于获得*H、*OH 和 CO等中间体的良好吸附动力学。
中国石油大学（华东）
2022-05-31
基于半导体异质结概念，提出利用晶相共生现象可控合成异质结 光催化材料
基于半导体异质结概念，首次通过工艺简单，成本低廉熔融盐法合成一系列 钽酸钙基半导体异质结复合材料，发现了两元及多元半导体复合物组分及其含量 可通过改变前驱物比例简单调控，证明该异质结复合物晶相，组分变化与光催化 制氢性能有着密切关系，阐明不同钽酸钙晶相界面异质结形成促进光生电荷有效分离机制，极大地提高光催化制氢性能。
上海理工大学
2021-01-12
催化苯乙烯环氧化制备苯乙烷的新型催化剂
环氧苯乙烷作为一种重要的化工中间体被广泛应用于化工与医药生产等众多领域，传统的制备方法——卤醇法在生产过程中环境污 染严重、对原料的利用率不高，导致生产成本居高不下。随着整个社会环保意识的不断增强，绿色化学日益受到重视。在催化苯乙烯环氧化反应的研究过程中，开发高效、低污染、低能耗、环境友好的催化剂一直是研究的主要方向。虽然在许多研究人员的不懈努力下，催化剂的研究取得了可喜的进展，但是现有的催化剂还存在着一些缺陷， 新型高效催化剂的研发仍然是当前研究的热点之一。我们发现将普鲁士蓝类配合物用于催化苯乙烯
兰州大学
2021-01-12