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該團(tuán)隊(duì)制備了一種負(fù)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(guò)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(guò)渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了過(guò)渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效電催化。通過(guò)設(shè)計(jì)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(guò)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(tuán)隊(duì)以二維金屬-有機(jī)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(guò)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。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:該團(tuán)隊(duì)制備了一種負(fù)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(guò)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(guò)渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了過(guò)渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效電催化。通過(guò)設(shè)計(jì)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(guò)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(tuán)隊(duì)以二維金屬-有機(jī)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(guò)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。

本研究設(shè)計(jì)并合成了無(wú)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(guò)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(jìn)一步電化學(xué)還原預(yù)處理后，該復(fù)合物被轉(zhuǎn)化為無(wú)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(guò)電位下，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 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(guò)與 AgBiS 2 、 Bi 硫氧復(fù)合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在電化學(xué)還原預(yù)處理過(guò)程中，金屬硫化物中的 -2 價(jià)硫會(huì)轉(zhuǎn)化為 H 2 S 并離開(kāi)電極表面，只有金屬硫氧復(fù)合物中被氧化為 +6 價(jià)的硫能保留在催化劑中。后續(xù)實(shí)驗(yàn)表明 ，這一部分硫能促進(jìn)水的解離，而甲酸形成過(guò)程中所需的 H + 正是來(lái)自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被極大程度地促進(jìn)。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(guò)電位為 450 mV  時(shí)，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(jìn)一步提升硫促進(jìn)水解離的效用，同時(shí)抑制氫析出反應(yīng)的發(fā)生。因此，無(wú)定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒可以在極低的過(guò)電位下將二氧化碳高活性、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲酸。

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(guò)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(shí)得到，該類碳材料目前也被稱為碳量子點(diǎn)。此材料可用于亞甲基藍(lán)的還原降解，以治理染料廢水。 技術(shù)特點(diǎn)：本發(fā)明克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)的金屬催化劑的缺點(diǎn)，突破了傳統(tǒng)必須有金屬參與才能用于實(shí)現(xiàn)染料催化降解的瓶頸，所用原料 得，價(jià)格便宜，易于大量的生產(chǎn)和工業(yè)推廣，催化效率與報(bào)道的金屬 納米材料的催化能力相當(dāng)，無(wú)需光照，降解速度快，常溫下即可實(shí)施，具備良好

本發(fā)明公開(kāi)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(kāi)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(duì)納米粒子的生長(zhǎng)進(jìn)行空間限定，獲得粒徑均勻的納米粒子。通過(guò)鐵和鎳的共同負(fù)載進(jìn)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(jī)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(jiǎn)單，活性組分的種類和比例可通過(guò)還原溫度精確控制，具有多組分多價(jià)態(tài)共存的特征。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)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。

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(jī)廢水，傳統(tǒng)處理方法后無(wú)法達(dá)標(biāo)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題的的日益重視以及國(guó)民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)也變得更為嚴(yán)格。各國(guó)學(xué)者經(jīng)過(guò)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(duì)焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)投資成本和運(yùn)行成本較高并且很多仍處于理論研究和實(shí)驗(yàn)室研究階段，較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子樹(shù)脂之一。對(duì)廢棄的PET塑料進(jìn)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(shí)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(jìn)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(diǎn)：強(qiáng)酸酸性對(duì)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(xiàng)目首次合成專用固體催化劑，采用 新工藝降解聚酯PET (對(duì)其它類型的聚酯也同樣實(shí)現(xiàn)高效降解) 。該固體催化劑無(wú)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。

CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問(wèn)題，而且還可以解決日益嚴(yán)峻的能源枯竭問(wèn)題。以太陽(yáng)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)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。

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。

開(kāi)發(fā)了一系列高活性的光催化材料:TiO2 納米管負(fù)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(jiàn)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