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福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)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(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)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(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)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(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

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(yán)峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅(qū)動(dòng)力的光催化還原CO2生成有機(jī)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(jià)有機(jī)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(jì)調(diào)控和修飾等優(yōu)點(diǎn)，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(tuán)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(tuán)對(duì)該類材料光催化還原CO2性能的影響。結(jié)果表明，官能團(tuán)的引入會(huì)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(tuán)相比，該COF材料中的給電子基團(tuán)更有利于光催化還原CO2的進(jìn)行，其活性順序?yàn)?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(tuán)可以增強(qiáng)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(jìn)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(shí)際應(yīng)用，還可以豐富光催化理論，對(duì)于CO2的固定轉(zhuǎn)化具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

本項(xiàng)目以陜西榆林及內(nèi)蒙地區(qū)生產(chǎn)的半焦焦粉為原料，通過高溫催化處理以實(shí)現(xiàn)半焦焦粉的有序化、多孔化和功能化改性；進(jìn)而將改性半焦焦粉作為催化劑應(yīng)用在 CO 2 光催化反應(yīng)過程中。本項(xiàng)目通過考察改性半焦對(duì) CO 2 光催化轉(zhuǎn)化產(chǎn)物組成和產(chǎn)率的影響，揭示不同溫度、不同催化劑對(duì)半焦結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律及作用機(jī)制；進(jìn)而揭示改性半焦作為催化劑在 CO 2 光催化轉(zhuǎn)化過程中的作用機(jī)理及轉(zhuǎn)化機(jī)制，以期探尋半焦焦粉應(yīng)用的新途徑及 CO 2 轉(zhuǎn)化的新技術(shù)。

船舶在長(zhǎng)期在干燥 高鹽、高腐蝕的還是環(huán)境中航行，油漆容易剝落，為了保養(yǎng)船舶 延長(zhǎng)船舶使用壽命。船舶上經(jīng)常需要補(bǔ)刷油漆。光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，它在紫外光及可見光的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)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(fā)揮作用時(shí)需要較強(qiáng)光照來催化，這導(dǎo)致它在長(zhǎng)年見不到陽光，只能依靠普通照明燈光的船舶內(nèi)部船艙失去用武之地。團(tuán)隊(duì)巧妙地應(yīng)利用石墨烯和金顆粒的特點(diǎn)，

本項(xiàng)目針對(duì)目前室內(nèi)空氣污染日益嚴(yán)重、對(duì)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(shù)的應(yīng)用難題，將其應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化，并根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，開發(fā)出多種終端產(chǎn)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(chǎng)所中央空調(diào)系統(tǒng)的光催化空氣凈化裝置。該項(xiàng)目被認(rèn)定為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，已具備年產(chǎn)2萬臺(tái)納米光催化空氣凈化裝置的生產(chǎn)能力。經(jīng)權(quán)威部門檢測(cè)，納米光催化空氣凈化裝置對(duì)細(xì)菌殺滅率高達(dá)99.90%，對(duì)TVOC的脫除率為90%，對(duì)可吸入顆粒物的凈化效率達(dá)國(guó)標(biāo)的1.6倍，其綜合技術(shù)總體上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，在細(xì)菌殺滅率和脫除TVOC的功能上達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。目前中央空調(diào)用凈化裝置已在浦東星河灣酒店、興業(yè)銀行、中科院西安光機(jī)所等多家單位獲得應(yīng)用，其凈化效果遠(yuǎn)優(yōu)于普通的吸附、靜電除塵等技術(shù)手段，獲得用戶的高度認(rèn)可。

南京市“321”人才計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目。以光催化高效降解技術(shù)為核心（替代試樣的加熱氧化預(yù)處理），以流動(dòng)注射進(jìn)樣及分光光度檢測(cè)為特點(diǎn)（替代手工操作），以現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法為基礎(chǔ)（良好銜接），能以2 min/樣的速度連續(xù)、全自動(dòng)地檢測(cè)水中的總磷和總氮。每樣的試劑消耗不超過2元。在環(huán)境水樣、工業(yè)循環(huán)冷卻水、油田注水、工業(yè)和生活污水等分析及教學(xué)和科研領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該項(xiàng)目擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，目前已小批量生產(chǎn)。

在利用太陽能分解水制取氫氣的催化劑研究上取得新進(jìn)展。該研究工作借鑒自然界光合作用，在多個(gè)光敏中心多個(gè)催化中心產(chǎn)氫器件構(gòu)筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其植入到金屬有機(jī)框架材料中，模擬自然界酶催化環(huán)境中質(zhì)子和電子的傳輸與轉(zhuǎn)移，在有效規(guī)避分子基催化劑穩(wěn)定性差的同時(shí)，極大地提高了光催化產(chǎn)氫性能，為人工模擬光催化劑的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑提供了新的思路。? 人工模擬光合作用，利用太陽能在催化劑作用下分解水制取氫氣，是實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的化學(xué)能，解決人類社會(huì)面臨的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的理想途徑。在早期，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了空間上相互獨(dú)立、功能上相互等價(jià)，集合8個(gè)光敏金屬有機(jī)釕中心和6個(gè)催化Pd2+中心于一體的金屬-有機(jī)分子籠產(chǎn)氫器件[Pd6(RuL3)8]28+(MOC-16)，在單一分子籠內(nèi)構(gòu)筑出多個(gè)相互獨(dú)立的能量傳遞和電子轉(zhuǎn)移通道，獲得了高達(dá)380 μmol h-1的初始產(chǎn)氫速率和635的TON(48h) [Nature Communications, 2016, 7: 13169]。雖然金屬有機(jī)分子籠提高了分子基催化劑的產(chǎn)氫性能，但光照條件下的穩(wěn)定性仍然是制約其進(jìn)一步應(yīng)用的決定因素。       最近，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊(duì)又基于配位組裝策略實(shí)現(xiàn)了Au25(SG)18納米簇在金屬有機(jī)ZIF-8主體框架內(nèi)部和外表面的可控組裝[Advanced Materials, 2018, 30,1704576]。采用相似策略，他們將MOC-16植入到ZIF-8主體內(nèi)，進(jìn)一步將ZIF-8轉(zhuǎn)化為Znx(MeIm)x(CO3)x (CZIF)，獲得了MOC-16@CZIF催化劑。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本發(fā)明公開了一種磁助光催化污水處理裝置，包括電動(dòng)機(jī)、反應(yīng)器、磁線圈、旋轉(zhuǎn) 裝置、高梯度磁分離器和磁絮凝劑回流泵，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置和紫外燈組， 旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有磁鐵條組和刮泥板。污水從反應(yīng)器進(jìn)水管進(jìn)入，磁性光催化劑在紫外 光照射下，通過磁鐵條的攪拌和磁場(chǎng)作用與污水反應(yīng)，達(dá)到處理污水的效果。 性能指標(biāo) (1)凈化效果好，本發(fā)明使污水中的污染物通過磁場(chǎng)、光催化、絮凝等作用得到有 效地去除，對(duì)污水中氮磷去除效果好，去除率 90％以上；(2)成本低，能耗約是同等處理 規(guī)模的傳統(tǒng)設(shè)備能耗的