石墨烯杂化BiPO4基气凝胶等离子体-光催化室温协同净化工业VOCs机理研究

基本信息
批准号:21777080
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:姚文清
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨文娟,姜文君,王骏,罗文娇,张凯
关键词:
VOCs室温催化净化等离子体三维网络结构
结项摘要

Industrial VOCs emissions have become one of the main sources of anthropogenic emissions of air pollution. The energy-saving and thorough purification at room temperature is the research hotspot. The project aims to carry out the catalytic purification of VOCs at room temperature by combining plasma technology and adsorption enrichment-photocatalytic degradation using three-dimensional materials. Hybrid BiPO4 based graphene aerogel with three-dimensional network structure will be obtained by structural regulation which will reveal the rule of adsorption enrichment-photocatalytic degradation of VOCs. The self-regeneration of the adsorbent material is achieved by embedding the photocatalyst into the three-dimensional network structure. The three-dimensional structure of graphene solves the problem of the VOCs enrichment and accelerates the photocatalytic reaction. The synergistic effect of high energy particles generated from plasma promotes the fracture of chemical bonds of polluted gas molecules and accelerates the photocatalytic oxidation process, which will realize the complete mineralization. This project will reveal the formation rule of the three-dimensional network structure and their influence on the adsorption performance, reveal the relationship between the anchor position of photocatalysts and the adsorption enrichment-synergistic catalytic degradation performance, which will realize the in-situ purification of air pollutants by combining plasma and adsorption enrichment-photocatalytic degradation. The project will provide theoretical basis and technical support for the VOCs purification field.

工业VOCs排放已成为人为排放大气污染的主要来源之一,如何常温、节能和彻底净化是目前空气净化研究的热点和关键技术。本项目拟通过等离子体技术与三维吸附富集-光催化定位降解相融合,开展VOCs室温催化净化的研究。通过结构调控研制出石墨烯杂化BiPO4基光催化剂三维网络结构气凝胶;揭示催化材料的结构调控对VOCs气体的吸附富集性能以及光催化降解规律。光催化剂的嵌入实现了吸附材料自再生问题、三维石墨烯结构解决了VOCs的富集,加速了光催化反应速率。利用等离子体高能粒子的协同作用,促进污染气体分子化学键的断裂,加速光催化氧化过程,实现完全矿化。揭示三维网络结构的形成规律以及对吸附性能的影响规律,揭示催化剂的锚定位置与污染物吸附富集-协同催化降解的影响规律,实现对空气污染物的吸附富集-光催化-等离子体原位净化,为VOCs净化控制提供理论依据与技术支撑。

项目摘要

工业VOCs排放已成为人为排放大气污染的主要来源之一,如何常温、节能和彻底净化是目前空气净化研究的热点和关键技术。本项目拟通过等离子体技术与三维吸附富集-光催化定位降解相融合,开展VOCs室温催化净化的研究。通过结构调控研制出石墨烯杂化BiPO4基光催化剂三维网络结构气凝胶,解决了吸附材料自再生问题,实现室温下高吸附、高活性和高能效净化VOCs,揭示三维网络结构形成对吸附性能、催化剂的锚定位置与污染物吸附富集-协同催化降解的影响规律。揭示苯系有机污染物在石墨烯杂化BiPO4基光催化剂气凝胶表面吸附和催化转化过程,揭示气凝胶的吸附富集-原位光催化-等离子体协同催化降解作用机制。建立针对低浓度苯系等有机污染物的吸附富集-光催化-等离子体协同原位降解的快速安全净化去除方法与技术,实现对VOCs的常温低能耗彻底净化,为VOCs净化控制提供理论依据与技术支撑。研究成果发表包括Nature Communcations 1篇、Applied Catalysis B: Environmental 5篇、Environ Sci Technol 1篇等本领域重要学术刊物论文17篇。申请专利2项。制定国家标准5项。在学术交流方面,国内大会特邀报告12次。研究成果获省部级奖3项,包括中国分析测试协会科学技术奖一等奖1项(排名1,2019);中国标准创新贡献奖二等奖1项(排名1,2020);中国产学研合作促进会产学研合作创新个人奖1项(2018)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011
发表时间:2022
2

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

DOI:10.13417/j.gab.039.003219
发表时间:2020
3

多酸基硫化态催化剂的加氢脱硫和电解水析氢应用

多酸基硫化态催化剂的加氢脱硫和电解水析氢应用

DOI:10.7536/pc210608
发表时间:2022
4

基于体素化图卷积网络的三维点云目标检测方法

基于体素化图卷积网络的三维点云目标检测方法

DOI:10.3788/IRLA20200500
发表时间:2021
5

自由来流湍流与三维壁面局部粗糙诱导平板边界层不稳定 T-S波的数值研究

自由来流湍流与三维壁面局部粗糙诱导平板边界层不稳定 T-S波的数值研究

DOI:doi:10.21656/1000-0887.370376
发表时间:2017

相似国自然基金

1

石墨烯杂化g-C3N4基有机光催化剂水凝胶净化有机污染物的研究

批准号:21577132
批准年份:2015
负责人:陈代梅
学科分类:B0604
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
2

石墨烯基杂化材料的可控组装、协同机制与生物传感研究

批准号:21175061
批准年份:2011
负责人:王坤
学科分类:B0402
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

石墨烯基气凝胶表面含氧结构调控及强化抗生素去除机理

批准号:21806163
批准年份:2018
负责人:陈笑笑
学科分类:B0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

石墨烯气凝胶的可控制备及其弹性机理研究

批准号:51603183
批准年份:2016
负责人:高微微
学科分类:E0302
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目