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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
一种光助铁酸铋活化过硫酸氢钾降解有机废水的方法
（专利号：ZL 201510181466.0） 简介：本发明公开了一种采用光助铁酸铋活化过硫酸氢钾降解有机废水的处理方法，属于污水处理技术领域。本发明中钙钛矿结构BiFeO3具有球状形貌，是在水热条件下通过加入一定量的表面活性剂制得，比表面积大，制得的BiFeO3本身即可在可见光照射下光催化降解有机污染物。本发明中将BiFeO3应用于活化过硫酸氢钾降解有机污染物中，在15min对甲基橙的降解率为94％，40min对甲基蓝的降解率为90％，
安徽工业大学
2021-01-12
一种有机硅改性剂在改性热固性酚醛树脂中的应用
本发明公开了一种有机硅改性剂在改性热固性酚醛树脂中的应用，该有机硅改性剂制备容易，经过该有机硅改性剂改性的酚醛树脂体系均一性好，产品质量稳定。以苯酚，甲醛溶液和该有机硅改性剂为原料，经碱催化缩合可制得一类热固性酚醛树脂，其结构特征在于酚醛树脂分子中化学键合了聚二甲基硅氧烷链段。本发明制备的改性酚醛树脂不易受潮，固化后的材料韧性和耐热性能优异，将其应用于浸渍料制备的材料韧性要优于一般的酚醛树脂制品，亦可作为制备高性能摩擦材料等复合材料的粘合剂，能有效提高粘结处的剪切强度，不易脱胶。
浙江大学
2021-04-13
氧化锌纳米棒的制备，用于无光条件下的有机废水处理
利用滚压振动研磨得到的纳米锌粉颗粒，经低温水解生成氧化锌纳米棒，ZnO/CNTs多孔复合结构在无光照条件下降解有机染料废水。
上海理工大学
2021-01-12
一种提高环氧树脂的耐高温性能的无机/有机杂化纳米粒子
发明了一种无机/有机杂化纳米粒子, 与有机物和高聚物的相容性好，将其添加到环氧树脂或各种涂料中，能够提高材料的玻璃化温度，增强材料的耐高温性能，同时还可以提高材料的耐冲击性能和阻燃性能。
经济技术指标与应用效果：按 10% 重量比添加该杂化物到环氧树脂中，可提高环氧树脂的玻璃化温度 15o C,提高维卡软化温度 13o C,提高抗冲击强度 3 倍。提高抗氧指数提高 52%。实验室应用效果显著。
创新要点：纳米杂化物合成方法简单，成本低廉，对环氧树脂的改性效果显著。
效益分析：根据投资规模确定。
江南大学
2021-04-13
一种定位三氟甲基取代的高效有机太阳能电池受体材料
南方科技大学化学系副教授何凤课题组在能源领域顶级期刊Joule发表最新研究成果，介绍了团队合成的一种定位三氟甲基取代的高效有机太阳能电池受体材料，该材料可通过H/J聚集的协同作用形成具有更多电子跳跃传输结点的三维网络结构，可极大改善电荷在分子间的传输，大幅提高器件性能。
在该研究中，团队成功地将三氟甲基引入到稠环电子受体中，得到了超窄带隙受体BTIC-CF3–γ，并将其应用于太阳能电子器件中，极大地提高了器件的能量转换效率，充分体现出光谱红移和超窄带隙的优势，在多元体系、半透明器件和叠层器件应用方面展示出非常有潜力的前景。更重要的是，BTIC-CF3–γ的单晶结构有助于研究人员从分子层面理解这类分子的堆积形式以及分子间相互作用，也为进一步设计新的高性能材料提供了有利的依据和指导。
南方科技大学
2021-04-11
甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)的合成新工艺研究
甲基环戊二烯三羰基（简称MMT）为一种无铅汽油抗爆剂，具有改善汽油辛烷值、提高燃料燃烧效率、减少汽车尾气排放等优点。该项目采用改进高温高压两步法制备MMT。采用该生产工艺使甲基环戊二烯与有机锰的转化率均超过89％，成本的下降有利于MMT工业化的实施。其工艺和产品质量达到国内领先国际先进水平。
2006年，MMT汽油抗爆剂项目得到国家发展和改革委员会高技术产业发展项目的支持，资助经费达800万元，江西省科技厅重大专项资助100元，该项目已经累计得到各类项目资金资助达1500余万元。目前，我校昌北精细化工基地已具有较大规模，成为我省高校产学研有机结合的典型示范基地。
江西师范大学
2021-05-05
先进陶瓷、金属间化合物和复合材料的燃烧合成粉末
本项目采用拥有我国自主知识产权的燃烧合成技术生产技术生产各种先进陶瓷，金属间化合物和复合材料的粉末。提供的主要产品有：a-Si3N4，b-Si3N4，a-Sialon，b-Sialon，AlN，TiN，ZrN，TiC，TiCN，TiB2，SiC，Cr3C2，MoSi2，FeAl，Fe-TiN，Fe-TiC，Fe-TiB2，Cu-TiB2，TiB2-Al2O3，AlN-ZrN-Al3Zr，Si3N4-SiC-TiCN，Si3N4-Si2N2O-TiCN，TiN-TiB2以及纳米电子陶瓷BaTiO3粉末，纳米ZrO2及ZrO2基陶瓷，纳米TiO2粉末。采用这种先进工艺合成反应完全，性能稳定，质量优良，欢迎各界用户洽谈业务。 用于各工业领域耐磨、耐腐蚀、耐高温等严酷服役条件下工作的结构部件。
北京科技大学
2021-04-11
一种颜料级氧化铁红的绿色合成方法
本发明公开了一种颜料级氧化铁红的绿色合成方法。以三价铁盐或亚铁盐为原料，分别调节pH为7和9，分别制得不定形水合氧化铁晶种和δ-FeOOH晶种，将两种晶种分别加入反应釜中，使晶种浓度分别为0.125 mol/L和0.07 mol/L，分别控温90～95℃和90～100℃，加入Fe2+离子催化剂(氯化亚铁或硫酸亚铁溶液)，反应0.5h，加入30g过量废铁皮，通入空气，反应过程中补加亚铁盐溶液，维持反应体系亚铁离子的浓度为0.16～0.20 mol/L，反应48～72h，产物经过滤、水洗、烘干，得到具有良好颜料性能的颜料级氧化铁红粉体。本发明无环境污染、原料成本低廉、工艺条件易控，为颜料级氧化铁红的工业生产提供了一条有效、可行、环保的新方法。
河北师范大学
2021-05-03
高活性固体酸催化高酸值油脂制备生物柴油的绿色合成工艺
成果描述：生物柴油是一种极具应用前景的生物质洁净能源，世界各国都极其重视其发展，并在政策和税收等方面给予了极大的扶持。由于需以精制后的动植物油为原料，其生产成本过高而导致生物柴油的推广应用受阻。若以煎炸费油、地沟油等为原料制备生物柴油，则可以大大降低生产成本。但由于煎炸废油、地沟油等原料的酸值很高，必须经过硫酸催化预酯化降低酸值后，才能采用传统的碱催化酯交换方法制备生物柴油。这个工艺同时存在着硫酸对反应器的腐蚀、大量含酸废水排放污染水环境、催化剂与产物分离困难、催化剂不可重复使用等弊端。采用非均相固体酸催化剂则可以克服这些问题，并且是一种绿色环保的工艺。 采用酸改性的固体酸催化剂，对高酸值棕榈油酯化反应制备生物柴油表现出很好的催化活性。固体酸在醇油比9:1、催化剂用量7 wt%、65 oC条件下，催化棕榈油的甲酯化反应时间2 h，产物的甲酯含量和甲酯收率分别可达96.3%和93.2%。制备了有添加剂的SZMN型固体酸，对脂肪酸的酯化反应表现出高活性和高稳定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化剂用量10 wt.%、反应时间4h，油酸转化率可达98.5%。最优反应条件下，SZMN固体酸在重复使用6次后认可保持约96%的油酸转化率。市场前景分析：该项技术可应用于生物柴油生产企业，尤其适用于从低成本高酸值油脂原料（如煎炸废油、地沟油、棕榈油等）生产生物柴油。使用该项技术，可以降低用于处理含酸、碱废水的成本，使生产过程更容易达到环评要求。与同类成果相比的优势分析：催化剂活性评价： 65 °C、醇酸比9:1、催化剂用量7~10 wt.%、反应时间2~4h，脂肪酸转化率 > 90 %。 催化剂稳定性评价： 65 °C、醇酸比9:1、催化剂用量7~10 wt.%、反应时间2~4h，重复使用6次，仍可保持 > 90 %的脂肪酸转化率。 生物柴油产品评价： 产品酸值 < 1 mgKOH/g。
四川大学
2021-04-10