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氮化碳光催化研究成果
項目成果/簡介:福州大學化學學院/能源與環境光催化國家重點實驗室創新團隊的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發高效廉價的光催化劑是光解水技術的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價格低廉，無毒無污染等優點，受到了廣泛的關注。 該工作以具有高結晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應中的活性面。光催化全解水實驗表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關系，進一步證實了{10-10}晶面是光催化反應的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產氫與產氧速率分別達到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達到了８％，高于之前報道的結果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發展提供了重要的研究基礎。
福州大學
2021-04-10
氮化碳光催化研究成果
福州大學化學學院/能源與環境光催化國家重點實驗室創新團隊的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發高效廉價的光催化劑是光解水技術的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價格低廉，無毒無污染等優點，受到了廣泛的關注。 該工作以具有高結晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應中的活性面。光催化全解水實驗表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關系，進一步證實了{10-10}晶面是光催化反應的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產氫與產氧速率分別達到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達到了８％，高于之前報道的結果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發展提供了重要的研究基礎。
福州大學
2021-02-01
制備結晶氮化碳薄膜的裝置
1.項目簡介：本設計了一種制備結晶氮化碳薄膜的裝置，設有脈沖電弧放電的機構及電路，該電路由高壓和電弧產生電路組成；該機構包括基板和與之相連的電加熱器，設有半密封箱體，基板、電加熱器和電極位于半密封箱體腔內，基板位于電極的下方或四周，設有2條帶有控制閥的管道，分別通氮氣和溶液，其下端深入半密封箱體腔內，通溶液的管道下端出口處于電極的上方。該裝置能高效率、高質量地制備出結晶氮化碳薄膜，能方便地將結晶氮化碳薄膜涂層制備到管徑較小的管道內壁，從而有利于結晶氮化碳薄膜的推廣應用。項目已獲實用國家新型專利權。2.技術特點：該發明解決了氮化碳薄膜低溫常壓沉積的困難，而且提供了能高效率、高質量地制備結晶氮化碳薄膜的方法及裝置。與其它方法相比，該發明的顯著特點是：在常壓下合成的產品主要為結晶氮化碳薄膜；沉積速率快，在大氣環境下產生稠密的含碳、氮等離子體，從而提高了生產效率，利于推廣結晶氮化碳薄膜的應用。
武漢工程大學
2021-04-11
光催化消毒滅菌技術
遼寧石油化工大學張靜、李長波團隊將多年研究成果“光催化消毒滅菌技術”、“生活污水、固體廢棄物無害化處理技術”等關鍵技術無償捐獻給地方企業，助力企業戰勝疫情早日復工復產。捐贈的技術首先在撫順鋁業有限公司試行。 光催化材料是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱，它涂布于基材表面，在紫外光及可見光的作用下，產生強烈催化降解功能，能有效地降解空氣中甲醛等有毒有害氣體，殺滅多種細菌和病毒，并將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。張靜教授多年研究光催化技術的實際應用，曾獲得國家發明授權專利。采用該專利技術制備的納米氧化鈦溶膠，顆粒大小合適、粒子分散度好，消毒殺菌、凈化空氣效果好。將其噴涂在辦公場所可以有效切斷污染源，避免病毒擴散傳播，維護員工身體健康。對人流密集重點區域（如會議室、辦公室、食堂），除了采用傳統酒精消毒劑外，還可以采用光催化消毒滅菌技術進行消毒。新冠病毒可通過糞便和污水傳播擴散，針對這一情況，污水處理廠通過“紫外線、臭氧、次氯酸鈉”進行“三重消殺”，但是過量消毒劑會沖擊下游生化系統。因此，工業企業應該在生活污水出廠之前進行預處理，保證效果的前盡量提下減少消毒劑的使用。
遼寧石油化工大學
2021-04-10
連續式光催化反應裝置
哈爾濱工程大學
2021-04-10
光催化技術處理有機廢水技術
上海交通大學
2021-04-13
石墨烯復合光催化自清潔涂層
船舶在長期在干燥高鹽、高腐蝕的還是環境中航行，油漆容易剝落，為了保養船舶延長船舶使用壽命。船舶上經常需要補刷油漆。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱，它在紫外光及可見光的作用下，產生強烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體，還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。但是光觸媒在發揮作用時需要較強光照來催化，這導致它在長年見不到陽光，只能依靠普通照明燈光的船舶內部船艙失去用武之地。
團隊巧妙地應利用石墨烯和金顆粒的特點，在提升了光觸媒的催化能力的同時，又降低了光觸媒對光線強度的要求，有效解決了光觸媒在船艙內難以發揮作用的問題。
技術成熟度
針對光觸媒在光線較弱的地方效果不佳的問題，團隊與海軍某部共建實驗室，面向海軍艦艇特種涂層方面需求，開發了石墨烯-二氧化鈦-金顆粒-納米光催化劑的自清潔涂層材料，并拓展其在民用環保涂層應用。目前，本產品正在進行最后的測試和驗證。
投產條件和預期經濟效益
本產品以光觸媒、石墨烯和少量金顆粒為原料，產品綠色環保，效果顯著。隨著行業技術水平的不斷提升，市場不斷規范，再加上人民的生活水平不斷提升和對健康生活提出的新的要求，我國光觸媒行業市場規模將不斷擴大，規模增速保持在4%左右，預計到2025年將達到68億元左右的市場規模。本產品在光強較弱且受到裝修污染的場景里能有很好的應用，有望占領較大的市場份額。
廈門大學
2021-01-12
納米光催化空氣凈化裝置
本項目針對目前室內空氣污染日益嚴重、對人體健康危害日益增加的問題，成功解決了納米光催化技術的應用難題，將其應用于室內空氣凈化，并根據我國實際情況，開發出多種終端產品，包括用于家庭的光催化空氣凈化器，用于交通工具的車載空氣凈化器以及用于公共場所中央空調系統的光催化空氣凈化裝置。該項目被認定為上海市高新技術成果轉化項目，已具備年產2萬臺納米光催化空氣凈化裝置的生產能力。
經權威部門檢測，納米光催化空氣凈化裝置對細菌殺滅率高達99.90%，對TVOC的脫除率為90%，對可吸入顆粒物的凈化效率達國標的1.6倍，其綜合技術總體上處于國內領先，在細菌殺滅率和脫除TVOC的功能上達到國際同類產品的先進水平。
目前中央空調用凈化裝置已在浦東星河灣酒店、興業銀行、中科院西安光機所等多家單位獲得應用，其凈化效果遠優于普通的吸附、靜電除塵等技術手段，獲得用戶的高度認可。
華東理工大學
2021-04-13
零價鐵與TiO2光催化耦合的類芬頓光催化反應體系的方法
本發明提供一種零價鐵與TiO2光催化耦合的類芬頓光催化反應體系的方法，該方法步驟：配制1L濃度為10mg/L-100mg/L的模擬染料廢水置于玻璃容器中，向該模擬染料廢水中加入0.1g-2g?Fe0，用濃度為1mol/L的HCl溶液調節所述模擬染料廢水的pH=3，然后向所述染料廢水中投加1g/L的TiO2催化劑，開啟λ=254nm的紫外燈，將盛有模擬染料廢水的玻璃容器置于所述紫外燈下，開啟曝氣泵，采用玻璃容器底部曝氣方式驅動混合反應體系中的HCl溶液、TiO2催化劑和模擬染料廢水，反應結束后，關閉紫外燈和曝氣泵，往反應體系中加入2-10ml濃度為1mol/L的NaOH溶液，靜置沉淀30-60min。本發明的效果是可降低反應體系中35%-50%的色度和濁度，出水水質可達到（GB18918-2002）一級A標準的要求。
天津城建大學
2021-04-11
光催化流動注射氮磷分析儀
南京市“321”人才計劃重點支持項目。以光催化高效降解技術為核心（替代試樣的加熱氧化預處理），以流動注射進樣及分光光度檢測為特點（替代手工操作），以現行國家標準分析方法為基礎（良好銜接），能以2 min/樣的速度連續、全自動地檢測水中的總磷和總氮。每樣的試劑消耗不超過2元。在環境水樣、工業循環冷卻水、油田注水、工業和生活污水等分析及教學和科研領域具有廣泛的應用前景。該項目擁有自主知識產權，目前已小批量生產。
南京工業大學
2021-04-13