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基于气态污染物高效降解的光催化技术及组件
北京工业大学
2021-04-14
南工大实现太阳光驱动光催化内建电场重构
南京工业大学教授陆春华、寇佳慧与东南大学教授赵远锦合作制备了一种多功能光催化复合纤维，首次实现了太阳光驱动内建电场重构，并有效增强光催化性能提高。日前，这一研究成果以《构筑红外光响应的光生电子驱动器来增强光催化产氢》为题，作为封面文章发表在《先进材料》上。光催化反应是在太阳光照射下完成的化学反应，如果能够在太阳光照射下实现内建电场重构，那么内建电场重构增强光催化这一研究策略将有效推动光催化技术的实际应用与发展。据论文第一作者、南京工业大学材料科学与工程学院博士生代宝莹介绍，课题组创新性地设计并构筑了热释电—光热—光催化复合微米纤维PVDF-HFP/CNT/CdS-Pt系统，以实现太阳光驱动内建电场重构，并显著提高光催化分解水制氢效率达5倍以上，对应的平均表观量子效率约为16.9%。为了充分发挥光热材料和热释电材料的性能，该团队将光催化反应局域在构筑的复合纤维的表界面，形成热收集型光催化微反应器。为了得到最佳的光催化性能，他们探讨了热释电基底、光热材料含量等与热释电电势输出及光催化性能的关联，并对复合螺旋纤维的光催化稳定性进行了探索。其研究表明太阳光驱动内建电场重构可实现光催化性能的显著提高。另外，该团队通过变温荧光和变温光电化学表征等技术手段，探索了热释电内建电场对光生载流子分离、传输及寿命的影响，为未来太阳光驱动内建电场重构增强光催化性能的研究提供了理论依据与指导。据了解，该研究成果将来可以用来分解水制备清洁可再生能源氢气、还原温室气体二氧化碳、氮氧化物固定、降解生产和生活中形成的有毒有害物质（如工业有机染料、医用抗生素、家居装修产生的甲醛等）等，以缓解日益严峻的环境和能源问题。相关论文信息： https://doi.org/10.1002/adma.201906361
南京工业大学
2021-04-11
一种基于催化氮化硅粉体及其制备方法
小试阶段/n氮化硅陶瓷作为一种高温结构陶瓷，具有强度高、硬度大、高温蠕变小、抗热震稳定性好、耐磨、耐腐蚀、化学稳定性好等优异特性，被广泛应用于机械、化工、热工及航空航天等领域。氮化硅粉体是制备高性能氮化硅陶瓷的基础， 氮化硅粉体的制备及性能对氮化硅陶瓷的制备具有举足轻重的作用。目前，氮化硅粉体的制备方法主要有：碳热还原二氧化硅法、自蔓延法、热分解法、气相反应法和硅粉直接氮化法等。现有的氮化硅粉体制备技术都存在一些不足：成本高，反应温度高，氮化周期长，纯度低，工艺过程复杂，不易控制，粉体不呈晶须状等，
武汉科技大学
2021-01-12
Pt基催化剂抗一氧化碳中毒催化加氢过程
催化加氢过程是现代工业的重要过程， 是清洁 燃料和高阶化学品生产中 的关键步骤。 经估算 催化加氢在整个 化学工业体系 中的占比 超过 3 0% 。 在 催化 加氢 工业 过程中， 虽然使用粗氢作为氢源 具有 工业装置简单 、 更高的经济性 等特点 ，但是粗氢中含有的少量一氧化碳 ( 从几百到几千ppm ) 会造成加氢催化剂很快失活。 这部分ppm 量 级的CO 由于 和贵金属催化剂具有很强的相互作用 ，在催化反应过程中占据催化活性位，从而使得反应物分子无法在催化剂表面吸附而导致催化剂中毒失活。 所以，现代催化加氢过程一般使用更为昂贵而且工业装置更为复杂的 高纯氢 系统作为 氢源。 发展新型高效贵金属催化剂，提高贵 金属 催化剂 对 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氢进行 低温 催化加氢反应 ， 从而 降低加氢成本 和工业催化装置的复杂性 是该研究领域的重大挑战 。
北京大学
2021-04-11
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄ZnO纳米片表面，同样可大提高ZnO纳米片的光催化性能。
上海理工大学
2021-04-10
玻璃纤维负载型可见光光催化剂
成果简介： 本团队经过近些年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的锆、氮掺杂的钛基可见光光催化剂，并制备出玻璃纤维负载型催化剂产品，具有催化效率高、反应温和、价格低廉、制备简单、寿命周期长等特点，可广泛应用于多种挥发性有机物的降解。
南京工业大学
2021-01-12
用于空气净化的宏观气凝胶光催化剂材料
本项目提供了一种用于空气净化的宏观光催化材料。采用一步冷冻成型法将非金属光催化材料与氧化石墨烯制备成一体式宏观催化剂。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
本项目提供了一种用于空气净化的宏观光催化材料。采用一步冷冻成型法将非金属光催化材料与氧化石墨烯制备成一体式宏观催化剂。并对大气中的主要污染物氮氧化物以及染料有很好的降解效果，还能有效地吸附各种油和有机物。
创新性和先进性：（1）创造性地将非金属光催化材料和氧化石墨烯制备成宏观一体式材料，并且对催化剂活性有增强作用，该方法可以应用到其它同类二维光催化材料。（2）该方法在室温下即可完成，并且可以将光催化剂制备成任意的形状和体积，能耗低，节能环保。
技术指标：该材料对流动状态下的污染气体NOx降解率高达55%，还能降解甲基橙等染料，吸油能力在50-90倍不等。
西南石油大学
2022-08-16
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄 ZnO 纳米片表面，同样可大大提高 ZnO 纳米片的光催化性能，结果如下图所示，这主要归因于石墨烯量子点与 ZnO 纳米片形成 p-n 结，促进光生载流子的分离效率。此外，将 N 掺杂石墨烯量子点与 TiO2 纳米片复合，构筑高效可见光催化剂，可
上海理工大学
2021-01-12
高性能氮化硼纳米材料
纳米氮化硼材料兼具氮化硼和纳米材料的双重优势，广泛应用于航空航天、高端电子散热材料、吸附剂、水净化、化妆品等领域。项目团队开发出一种能够实现形貌和尺寸均一且具有超大比表面积多孔氮化硼纳米纤维的规模化制备技术，目前市场尚未实现规模化生产。该技术合成工艺简单可控、成本低、过程绿色环保，处于国际领先地位。
1 产品的应用领域
图2 高性能氮化硼纳米纤维粉体
图3 氮化硼纳米纤维粉体微观形貌
吉林大学
2025-02-10
高效的二氧化碳电催化剂
通过将酞菁铜（CuPc）分子与碳纳米管复合，得到了高效的二氧化碳电催化剂。它可以在较低过电位下将二氧化碳高选择性地还原为甲烷，其法拉第效率达到66%（图3），是目前产甲烷的活性最高的电催化材料。不同于该课题组此前报道的单分散的CoPc/CNT催化剂（Nat. Commun. 2017,8,14675），CuPc分子晶体以堆积状态分散于CNT之中（图3b）。原位在线X射线吸收（XAS）研究发现，堆积状态下的CuPc分子在催化工作电位下会自发转变为尺寸为2nm左右的铜纳米团簇，是高催化活性位点；当停止催化反应后，铜纳米团簇又会可逆地回到CuPc分子结构（图3c-e）。不同于CuPc，另外两种铜配合物HKUST-1和[Cu(cyclam)]Cl2在催化反应电位下都不可逆地转变为金属铜微米枝晶，因此催化活性和选择性远低于CuPc/CNT
南方科技大学
2021-04-13