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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
紫外催化湿式氧化处理高浓度难降解有机废水研究及产业化
针对高浓度难降解废液处理的难点问题，开发了绿色、高效、降解彻底的紫外催化湿式氧化工艺。现阶段，该技术已应用于高浓度危险有机废液、垃圾渗滤液、油墨废水、电镀废水、印染废水等有机废水的处理。
哈尔滨工业大学
2021-04-14
.一种环戊酰亚胺催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法
八氢环戊烷[C]吡咯是一种重要的医药中间体，主要用来合成治 疗丙型肝炎的关键药物特拉匹韦(Telaprevir)及治疗糖尿病的药物格 列齐特(Gliclazide)，八氢环戊烷[C]吡咯在医药工业中有着较大的需 求量，采用环保、经济的方法，大规模合成八氢环戊烷[C]吡咯有着 重要的意义。早期报道的八氢环戊烷[C]吡咯的合成方法是采用 LiAlH4 在四 氢呋喃溶液中还原环戊酰亚胺，八氢环戊烷[C]吡咯的收率可达 51%; 中国专利(CN2013106276
兰州大学
2021-04-14
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
一种环戊酰亚胺催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法
八氢环戊烷[C]吡咯是一种重要的医药中间体，主要用来合成治 疗丙型肝炎的关键药物特拉匹韦（Telaprevir）及治疗糖尿病的药物 格列齐特（Gliclazide），八氢环戊烷[C]吡咯在医药工业中有着较大 的需求量，采用环保、经济的方法，大规模合成八氢环戊烷[C]吡咯 有着重要的意义。早期报道的八氢环戊烷[C]吡咯的合成方法是采用 LiAlH4 在四 氢呋喃溶液中还原环戊酰亚胺，八氢环戊烷[C]吡咯的收率可达 51%； 中国专利（CN201310627653.8）公开了一种采用 NaBH4 为还原
兰州大学
2021-01-12
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
聚合物絮凝剂和螯合树脂去除水中重金属
项目简介： 现代工业高速发展的同时也对环境造成了污染，重金属对水体的 污染极大程度地损害了农、林、牧、渔等产业的发展，同时也对人民 的健康和生命造成威胁。因此有必要对被重金属污染的水体进行综合 性治理。 本项目提出联合使用聚合物絮凝剂和螯合树脂（包括螯合纤维） 对水中重金属的去除提出治理方案。1．使用天然壳聚糖作絮凝剂对重金属污水进行预处理 2．使用氨基膦酸螯合树脂对预处理后等重金属超标废水精制可 达到国家排放标准 3．使用辐照接枝制备功能化离子交换纤维实现对重金属废水的 处理 综合使用壳聚糖、氨基磷酸树脂、接枝纤维可以使重金属污水的 处理技术提升一个新的台阶。在实现重金属废水治理的同时建立环保 产业链。一方面利用甲壳素原料方面的优势，建立生产壳聚糖的工厂。 另一方面扩大氨基磷酸树脂的产量和使用范围。此外还可以解决辐照 站资源浪费问题。达到一举多得的目的。
南开大学
2021-04-11
环保型水处理剂聚天冬氨酸（PASP）的研制
目前国内外工业用水处理中对金属材料设备结垢和腐蚀的缓蚀剂和阻垢剂，大部分系含磷（或膦）的药剂，由于排放后对周围水体易引起富营养化。国内外排放水总磷要求小于1mg/L，在这一背景下急需研发不含磷（或膦）的水处理剂。而聚天冬氨酸PASP就是近年来国内外公认的符合环保要求的绿色水处理剂。本项目合成制备采用的原料全部为国产的环保型原料,和国内外其他制备方法不同，采用了单体本体热聚合的一步反应工艺技术，具有创新性，该工艺具有反应时间短，不涉及投加其他化学品等优点，产品不仅可应用于工业水如工业冷却水的阻垢和防腐蚀，由于抑制水垢和腐蚀可提高传热效率并防止跑冒滴漏而取得显著的节能减排效果，经拓展研究后发现应用于农作物，先后对蔬菜类，如青菜、花菜，瓜果类，如西瓜、甜瓜，以及粮油作物等均可取得以下三方面的增效作用：1）促进农作物营养的吸收而提高农作物的产量，不同作物品种可提高5%-15%左右。2）改善了作物的品质，如西瓜的甜度可由原先的10-12%提高到15-16%。3）对肥料起到增效作用，可减少化肥的用量，有利于改善土壤和环境。
华东理工大学
2021-04-11
用工业生产氧氯化锆废渣制备高效水处理剂
成果与项目的背景及主要用途：当今社会能源消耗大、环境恶化的问题日益 严重，如何合理地利用资源实现可持续性发展是我国乃至全世界所关注地焦点。 随着科学技术的进步，环境恶化问题日益严重，水资源的问题更加突出。为了人天津大学科技成果选编 类社会的可持续发展，必须开发先进的水处理技术。为了解决这些问题，我们采 用工业生产氧氯化锆后的废渣进行改性、煅烧等技术处理后制备出一种高效、环 保、可重复利用的水处理剂，应用表明，其对污水中的油、重金属离子等都有很 强的吸附净化能力，可广泛应用于水体净化领域。 技术原理与工艺流程简介：本项目对工业生产氧氯化锆后的废渣进行改性、 煅烧等技术处理后，通过控制合成工艺，制备出高效的水处理剂，实现了废物资 源再利用和可持续发展的战略。该产品外观呈白色，有块状、球形,平均粒径为 3μm 左右，比表面积 300-400m2/g，对污水中的油分、重金属离子（镉离子、镍 离子、铬离子等）都有很强的吸附净化能力（油分的吸附容量 150mg/g；重金属 离子的吸附量 250mg/g）。 技术水平及专利与获奖情况：该产品已经进行了中试，同时该技术得到中国 石油天然气总公司基金的资助。 应用前景分析及效益预测：环保材料是二十一世纪最具发展潜力的新材料技 术之一。该水处理可以广泛用于油田采出水的油水分离过程、中水处理和水处理 等领域，市场前景广阔。该技术生产 1 吨水处理剂成本为 2000 元，而市场售价 为 6500 元，可见经济效益比较显著。 应用领域：可广泛应用于油田采出水的油水分离、絮凝剂、中水处理、生物 医药等领域。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：年产 50 吨水处理剂需投资 100 万元，其中固定资产投资需要 80 万，流动资金需要 20 万。 合作方式及条件：该技术已经通过中试，适合产业化，可以采取合作或技术 转让的方式进行。
天津大学
2021-04-11