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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
东南大学张袁健团队在纳米酶催化机制方面取得重要研究成果
近日，东南大学化学化工学院、江苏省富碳材料器件工程研究中心张袁健教授团队（https://carbosensing.group）在Fe-N-C纳米酶在催化抗坏血酸氧化反应中的机制研究取得进展，相关成果以“Insights into Iron Leaching from an Ascorbate-Oxidase-like Fe-N-C Nanozyme and Oxygen Reduction Selectivity”为题在化学领域国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.以VIP Paper形式在线发表。
东南大学
2023-05-15
固体酸催化碳水化合物制备5-羟甲基呋喃甲醛（HMF）
碳水化合物是生物质资源的主要组成部分，如何有效地将其转化为能源材料和大宗化学品是实现生物质资源利用的重要环节。5-羟甲基糠醛(HMF)是连接石油化工和基于碳水化合物化学的一种非常重要的平台化合物，由六碳糖转化生成5-羟甲基糠醛(HMF)是实现以上环节的关健。 采用酸改性的固体酸催化剂对碳水化合物转化为HMF表现出很好的催化活性，开发了由果糖或果聚糖催化制备HMF的化学工艺，研究了固体酸的组成和性质、反应条件对HMF收率的影响。在130 ℃、DMSO溶剂、条件下，以CSZA-3固体酸为催化剂，由葡萄糖转化为HMF可以获得最佳收率47.6 %；以CSZ固体为催化剂，由果糖转化为HMF可以获得60 %以上的收率。
四川大学
2015-12-22
可替代贵金属催化剂，天津大学团队将锂电池废料变废为宝
由于高能量和高功率密度，锂离子电池已成为便携式电子产品和电动汽车的主流电源。随着锂离子电池产品的普及，大量废旧电池的出现，也将对生态环境保护造成压力。近日，天津大学教授胡文彬、陈亚楠团队在《中国科学材料》发表研究论文《变废为宝：富缺陷镍掺杂磷酸铁锂用于高效电催化析氧反应》，利用简单浸渍法结合电化学原位转化，可将废旧电池正极材料磷酸铁锂转变成高效的析氧反应电催化剂。
天津大学
2021-09-14
利用304型不锈钢网基电分解水析氢、析氧催化电极
为电解水领域展示了一种以廉价的不锈钢网衍生出的能够在碱性条件下高效分解水的电极材料。通过将普通商用的304型柔性不锈钢网进行酸腐蚀剥离并在高温利用氨气以及磷化氢气体活化处理，分别制备出了性能媲美金属铂和氧化铱电极性能的阳极和阴极电极。这种电极具有以下优点： （1）成本低廉：304型柔性不锈钢网每平方米售价40美元，而其他常用的非贵金属替代电极材料如镍网每平方米100美元，碳布每平方米875美元。金属铂和二氧化铱就更加昂贵得多。 （2）活性优异：得益于表面的腐蚀剥离增加的活性比表面积以及高温氨气或磷化氢气体的烧灼引入的氮或磷原子，制备的氮掺杂活化电极析氢活性与金属铂相近，磷掺杂活化电极析氧活性较二氧化铱高。电解水整体体系性能比传统组合金属铂-二氧化铱系统的超电势还要小。 （3）性能稳定：整个体系将近6天不间断工作时间之内性能未观察到任何衰减。
中山大学
2021-04-13
催化二氧化碳和环氧化合物制取环碳酸酯
随着人们对于环境问题的日益重视，由于温室气体二氧化碳所引起的全球气候环境问题 受到广泛的关注。解决该问题除了从源头入手，倡导节能减排之外，寻求利用二氧化碳的方法 同样重要。二氧化碳和环氧化合物反应生成环状碳酸酯是目前广泛被研究的化学固定二氧化 碳的重要方法之一，该反应无其他产物生成，原子利用率100%。本项目所使用的催化剂是自 主开发的，将催化活性物质负载到生物质上构建绿色多相催化剂。结合之前的研究成果，催化 反应在连续实验装置
华东理工大学
2021-04-14
聚苯乙烯催化氢化制备新型材料氢化聚苯乙烯
聚苯乙烯 (PS) 是用途广泛的重要聚合物，透明性好，但性脆易裂、拉伸强度低、耐热耐氧性能差。通过氢化改性，链上苯基加氢得到的聚环己烷基乙烯(PCHE)耐热、耐氧、拉伸强度、抗吸水等性能大幅提高。所制备得到PCHE产品的各项性能均优于PS、聚碳酸酯 (PC) 材料，PCHE透光率高达91%，PCHE的应力-光学系数也很低；PCHE耐冲击，质量轻 (比PC更轻) 、强度高，易加工；PCHE耐腐蚀、耐温耐湿；PCHE可以作为汽车、高铁、光学仪器等用高等透明树脂，是目前应用量大、价格高的PC材料的优良替代材料。然而聚合物加氢体系具有与小分子体系完全不同的特点，其分子尺寸大 (40-60 nm) 、聚合物溶液粘度远高于小分子溶液，传统粉末状催化剂存在分离困难、加氢速度慢、加氢条件苛刻等缺点亟待解决。本项目采用专用催化剂进行PS加氢。不仅有利于催化剂与物系的分离，有利于高粘流体的流动，强化物质传递。具有良好应用前景和经济价值。
华东理工大学
2021-04-13
一种具有皮升级精度的自动化微液滴阵列筛选系统的使用方法
本发明涉及的领域为高通量筛选领域，特别涉及一种具有皮升级精度的自动化微液滴阵列筛选系统的使用方法。本发明通过将液体驱动系统和毛细管中充满低热膨胀系数的液体作为载流，并完全排空毛细管内的气泡，然后将毛细管取样端浸入与水相样品不互溶的油相中抽取一段油相至毛细管中，用于隔离水相样品和载流，再将毛细管取样端浸入样品/试剂储存管中抽取一定体积的水相样品溶液进入毛细管，最后将毛细管取样端移入微孔阵列芯片的微孔上方的油相中，将毛细管中的样品溶液推出至微孔中形成样品的液滴。本发明液体的定量量取和液滴生成具有皮升级的体积精度，有效降低了高通量筛选中的样品/试剂消耗，节省了实验成本。
浙江大学
2021-04-11
一种重型肝炎相关基因启动子甲基化状态的检测方 法和试剂盒
本发明涉及一种重型肝炎相关基因启动子甲基化状态的检测方法和试剂盒。 本发明通过表观遗传技术和分子生物学技术，建立了人谷胱甘肽硫转移酶 P1 （GSTP1）甲基化程度定性检测平台，为重型肝炎的预警、病情监测及预后预 测提供快捷、敏感、特异、可靠的科学检测方法。
山东大学
2021-04-13
一种以胶原蛋白为生物矿化模板制备 Fe2O3 纳米粒子的 方法
生物矿化是指生物体通过生物大分子的调控作用生成无机矿物质的过程，它是链接无机与生物之间的桥梁。与一般矿化最大的不同在于，它是生物在特定的部位，在一定的物理化学条件下，在生物有机物质的参与控制或影响下，将溶液中的离子转变为固相矿物的过程。像骨骼，鳞片，牙齿等的形成都是自然界中比较常见的生物矿化过程。与工业生产条件不同，生物矿化不需要苛刻的条件，它是一个条件温和、低耗能且无污染的物理化学过程。生物矿化采用了自然界中比较简单且常见的组分，并且可以实现对样品从成核到结晶过程的调控。因此，探索并模仿生物矿化中
兰州大学
2021-04-14