This proposal will attempt to solve the key scientific problems in photocatalysis including the poor utilization of solar light and the low quantum efficiency, based on the object of eliminating organic dyeing wastewater by utilizing the clean energy. In order to determine the relationship between controllable structure and photocatalysis property and study the photocatalytic reaction mechanism, various structures with multi-light reflection effect in BiOBr visible-light photocatalysts, such as flower-like, core-shell and double-shell microspheres, will be prepared via solvothermal reaction assisted with structure-director, ionic liquid assisted spray hydrolysis combined with supercritical treatment, and process of epotaxial growth on template. Furthermore, influence factors during photocatalysis reaction will be discussed and the optimum catalyst will be selected by measuring the visible-light photocatalytic property on BiOBr for the degradation of dyeing wastewater. Relationship between controllable structure and photocatalytic property with light-utilization behaviour will then investigated based on various characterizations for the design of microscopic structure beneficial to increasing the light utilization. The photocatalytic degradation process and the possible reaction mechanism will be proposed by systemic analysis. It is convinced of the high efficiency of BiOBr photocatalyst for pollution treatment and the establishment of theory foundation.
以利用清洁能源解决有机染料废水的环境污染为目标,针对光催化材料太阳能利用率低以及量子效率低等关键科学问题,为了揭示光催化剂微观结构与光利用性能的关系,探索光催化的反应机制,本项目拟采用结构导向剂辅助醇热法、离子液体辅助喷雾干燥结合超临界萃取技术、模板剂外延生长法等非常规催化剂制备手段,合成可多次光反射的片状花球型、核壳型和双层结构BiOBr可见光催化剂。通过研究BiOBr光催化降解模拟有机染料废水的性能,考察反应影响因素并筛选催化剂。基于多种表征手段探索BiOBr微观结构与光利用性能的效应关系,设计最有利于提高光利用率的微观结构,阐述BiOBr结构特点与光催化反应的构效关系,系统研究光催化反应历程,探索反应机理,以实现光催化高效处理污染物并奠定理论研究基础。
以利用清洁能源解决有机染料废水的环境污染为目标,针对光催化材料太阳能利用率低以及量子效率低等关键科学问题,为了揭示光催化剂微观结构与光利用性能的关系,探索光催化的反应机制,本项目采用光催化降解有机污染物,设计了多种新型BiOBr光催化剂和光催化反应器并进行了相关理论研究,分析了BiOBr光催化剂的生长作用机制,针对光催化剂及光催化反应器降解染料废水的应用开展了光催化性能的研究,探索了催化剂结构与光吸收性能和催化性能间的内在关系以及光催化反应机理,发展了光催化技术在处理染料废水等有机污染物的应用。项目按计划进行,圆满完成了预订任务。作为第一或通讯作者在ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem. A、Appl. Catal. B等杂志发表了受本项目资助的9篇SCI论文,其中IF > 3的论文8篇,获得授权中国发明专利4件,申请发明专利6件。培养硕士研究生7名,1人获上海市优秀毕业生。获得2015年上海市自然科学奖一等奖1项(排名第四,网上公示)。2015年获得国家自然基金面上基金项目的资助,将继续深入进行相关研究。申请人同时是上海市稀土功能材料重点实验室执行主任、资源化学教育部重点实验室、教育部创新团队、化学上海高原I类学科、上海市化学(B)一流学科的骨干成员。
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数据更新时间:2023-05-31
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