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轻工与化学工程学院高级氧化科学研究取得新进展

  日益严重的水污染问题及涌现出的难降解、高毒性有机污染物已经严重威胁到了生态环境及人类健康。针对这类难降解污染物的去除问题,轻工与化学工程学院张秀芳教授、王冠龙讲师团队在学校、学院、环境工程学科的支持下,围绕高性能光催化及过硫酸氢盐 (PMS) 催化材料的设计开发及其水处理科学研究方面取得了系列进展。
  针对光催化技术效率低的关键科学问题,通过催化剂微观形貌设计(有序介孔以及光子晶体)、异质结构建、碳量子点复合、表面空位构建、金属催化改性等方式,制备了包括BiVO4/TiO2光子晶体双层膜 (Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2(41): 17366-17370)、铁改性水热炭 (Journal of Hazardous Materials, 2021, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127821)、碳量子点担载NH2-MIL-125 (Applied Surface Science, 2019, 467: 320-327)、含碳空位的g-C3N4 (ACS Applied Nano Materials, 2018, 2(1): 517-524) 以及含氧空位的TiO2/Ti3C2 (Applied Surface Science, 2020, 528: 146929) 等高效光催化材料,有效拓宽了光催化剂光吸收范围,提高了光生载流子分离效率,增强了光催化表面反应,实现了光催化技术对难降解有机污染物的有效去除。

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光催化及过硫酸氢盐催化材料在水处理中的应用

  针对碳材料活化PMS效率低的关键科学问题,通过材料结构设计实现了碳基PMS活化技术与光催化及膜分离技术的耦合联用,构建了包括TiO2/NRGO紫外光辅助PMS活化体系 (Chemosphere, 2020, 244:125526)、氮空位修饰g-C3N4可见光光辅助PMS活化体系 (Science of the Total Environment, 2021, 756: 144139)、CNT@NC/Al2O3催化膜 (Separation and Purification Technology, 2020, 252: 117479)及NRGO-OCNT催化膜 (Journal of Colloid and Interface Science, 2021, DOI:10.1016/j.jcis.2021.11.007)等,利用PMS活化与光催化、膜分离技术之间的协同作用,显著提高了PMS活化效率,实现短时间内污染物的高效去除。
  以上研究进展为开发高性能高级氧化催化剂提供了新思路,为推动高级氧化技术在水处理中的应用提供了重要的理论支撑。

文图/王冠龙  审稿人/迟青山、王大鸷


来源: 轻工与化学工程学院 添加时间: 11/18

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