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中南大學(xué)劉小鶴團隊在廉價電催化材料領(lǐng)域取得系列進展
該團隊制備了一種負載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過構(gòu)建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導(dǎo)電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時，該團隊還開發(fā)了過渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進一步實現(xiàn)高效電催化。通過設(shè)計合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比傳統(tǒng)過渡金屬氫氧化物和商業(yè)RuO2更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。 此外，該團隊以二維金屬-有機框架（2D MOF）納米片為前驅(qū)體制備了新型二維復(fù)合納米催化劑。通過引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應(yīng)和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復(fù)合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復(fù)合材料的合成提供了新的思路。
中南大學(xué)
2021-02-01
中南大學(xué)劉小鶴團隊在廉價電催化材料領(lǐng)域取得系列進展
項目成果/簡介:該團隊制備了一種負載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過構(gòu)建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導(dǎo)電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時，該團隊還開發(fā)了過渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進一步實現(xiàn)高效電催化。通過設(shè)計合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比傳統(tǒng)過渡金屬氫氧化物和商業(yè)RuO2更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。 此外，該團隊以二維金屬-有機框架（2D MOF）納米片為前驅(qū)體制備了新型二維復(fù)合納米催化劑。通過引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應(yīng)和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復(fù)合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復(fù)合材料的合成提供了新的思路。
中南大學(xué)
2021-04-10
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二氧化碳電還原反應(yīng)高效催化材料的研究
本研究設(shè)計并合成了無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒，將其應(yīng)用于二氧化碳電還原反應(yīng)中 （圖 1 ） 。 該研究工作首先通過溶劑熱法制備了 AgBiS 2 納米棒，并將其在空氣中煅燒處理，得到了組成為 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的雙金屬硫氧復(fù)合物納米棒。在進一步電化學(xué)還原預(yù)處理后，該復(fù)合物被轉(zhuǎn)化為無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒。這種新型二氧化碳電還原催化劑在僅有 450 mV 的過電位下，實現(xiàn)了高達 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分電流密度。通過與 AgBiS 2 、 Bi 硫氧復(fù)合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進行對比，發(fā)現(xiàn)在電化學(xué)還原預(yù)處理過程中，金屬硫化物中的 -2 價硫會轉(zhuǎn)化為 H 2 S 并離開電極表面，只有金屬硫氧復(fù)合物中被氧化為 +6 價的硫能保留在催化劑中。后續(xù)實驗表明 ，這一部分硫能促進水的解離，而甲酸形成過程中所需的 H + 正是來自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被極大程度地促進。另一方面， Ag-Bi-S-O 修飾 Bi 0 納米顆粒中的 Ag ，有利于電荷在電極中傳遞，提高了催化劑的電流密度。在過電位為 450 mV 時，更大的電流密度可以提高陰極附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能進一步提升硫促進水解離的效用，同時抑制氫析出反應(yīng)的發(fā)生。因此，無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒可以在極低的過電位下將二氧化碳高活性、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲酸。
北京大學(xué)
2021-04-11
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一種非金屬碳材料催化劑及其制備方法和應(yīng)用
本發(fā)明涉及一種催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種非金屬碳材料催化劑的制備方法和應(yīng)用。其特征是通過將檸檬酸與伯胺鹽酸鹽混合溶解于水中，并在 160-200℃反應(yīng) 2 分鐘-4 小時得到，該類碳材料目前也被稱為碳量子點。此材料可用于亞甲基藍的還原降解，以治理染料廢水。 技術(shù)特點：本發(fā)明克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)的金屬催化劑的缺點，突破了傳統(tǒng)必須有金屬參與才能用于實現(xiàn)染料催化降解的瓶頸，所用原料 得，價格便宜，易于大量的生產(chǎn)和工業(yè)推廣，催化效率與報道的金屬 納米材料的催化能力相當(dāng)，無需光照，降解速度快，常溫下即可實施，具備良好
蘭州大學(xué)
2021-01-12
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制備納米FeOx/NiOy/介孔材料催化劑的方法、產(chǎn)品及應(yīng)用
本發(fā)明公開了一種制備納米FeOx/NiOy/介孔材料催化劑的方法，包括：將Ni2+與Fe3+的水溶液與介孔材料混合浸漬，干燥，焙燒，還原，制得混合相的多金屬氧化物催化劑。本發(fā)明還公開了一種上述方法制備得到的催化劑及應(yīng)用。本發(fā)明利用介孔材料對納米粒子的生長進行空間限定，獲得粒徑均勻的納米粒子。通過鐵和鎳的共同負載進一步改善納米粒子的形狀、粒徑和分散性，提高催化劑活性，極大提高了有機物的芬頓降解速率和雙氧水利用率。該催化劑應(yīng)用方法簡單，活性組分的種類和比例可通過還原溫度精確控制，具有多組分多價態(tài)共存的特征。本發(fā)明制備方法簡單，氧化劑綠色環(huán)保，能夠直接在室溫下反應(yīng)，利用率高，具有產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用前景。
浙江大學(xué)
2021-04-13
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二維鈣鈦礦納米材料用于光催化降解黑臭水體
焦化廠外排廢水含高濃度有毒、難降解的氰化物、COD及氨氮稱為焦化廢水，是一種較難處理的有機廢水，傳統(tǒng)處理方法后無法達標。隨著國家對環(huán)保問題的的日益重視以及國民環(huán)保意識的不斷提高，廢水的排放標準也變得更為嚴格。各國學(xué)者經(jīng)過不斷的探索研究出了一些新的焦化廢水處理技術(shù)，如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜技術(shù)等。這些技術(shù)對焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)投資成本和運行成本較高并且很多仍處于理論研究和實驗室研究階段，較難實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
同濟大學(xué)
2021-02-24
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固體催化劑催化降解聚酯(PET)
PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子樹脂之一。對廢棄的PET塑料進行降解或回收 循環(huán)使用是PET產(chǎn)業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)，是塑料資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵之一。PET的回 收方法主要分為物理回收、化學(xué)回收、物理-化學(xué)回收三種。目前PET化學(xué)回收工業(yè)化主要的 兩種方法分別是水解和醇解，在酸催化作用下酯鍵的水解，酸直接影響著反應(yīng)進行的轉(zhuǎn)化率、 選擇性和速度，目前多使用硫酸，但存在以下缺點：強酸酸性對反應(yīng)設(shè)備腐蝕、分離能耗高、 產(chǎn)品純化難、催化劑不能回收、產(chǎn)生大量酸性廢水。本項目首次合成專用固體催化劑，采用 新工藝降解聚酯PET (對其它類型的聚酯也同樣實現(xiàn)高效降解) 。該固體催化劑無毒、不腐蝕設(shè) 備、可循環(huán)使用、環(huán)境友好，能很好地解決目前PET降解中的難題。
華東理工大學(xué)
2021-04-13
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共價有機框架材料可見光催化還原CO2的最新成果
CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問題，而且還可以解決日益嚴峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅(qū)動力的光催化還原CO2生成有機物是較為理想的途徑之一，也是極具挑戰(zhàn)性的前沿方向。含氮共價有機框架材料（COF）擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力，具有高穩(wěn)定性、高CO2吸附量、易于設(shè)計調(diào)控和修飾等優(yōu)點，是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應(yīng)合成了一系列具有相同結(jié)構(gòu)不同官能團的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能團對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結(jié)果表明，官能團的引入會影響TpBD的可見光吸收能力，改變其能帶結(jié)構(gòu)；與吸電子基團相比，該COF材料中的給電子基團更有利于光催化還原CO2的進行，其活性順序為-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結(jié)合各種表征技術(shù)，發(fā)現(xiàn)給電子基官能團可以增強該類材料的共軛效應(yīng)，提高可見光吸收，加快光生電荷分離與遷移，進而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實際應(yīng)用，還可以豐富光催化理論，對于CO2的固定轉(zhuǎn)化具有重要的理論指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值。
浙江師范大學(xué)
2021-04-30
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?酶催化可控釋放一氧化氮生物材料制備方法
該材料具有良好的加工性，能制備成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及靜電紡絲纖維膜等多種產(chǎn)品。由于一氧化氮能夠可控按需釋放，CS-NO及其復(fù)合材料可用于治療糖尿病下肢缺血、皮膚損傷和心梗疾病。
南開大學(xué)
2021-04-10
新型光催化劑、長余輝粉及其復(fù)合材料的開發(fā)制備
開發(fā)了一系列高活性的光催化材料:TiO2 納米管負載Au, 石墨烯/暴露{001}面的TiO2 納米復(fù)合光催化材料, 石墨烯/棒狀TiO2納米復(fù)合光催化材料, Ag3PO4/還原的氧化石墨烯片（RGOs）納米復(fù)合材料，用于可見光催化的(Mo，C)/（B，N）共摻雜銳鈦礦相TiO2納米顆粒光催化材料，微量磷酸銀敏化二氧化鈦光催化劑，B、N摻雜石墨烯/ TiO
蘭州大學(xué)
2021-04-14