《全太陽光譜驅動納米結構OMS-2催化淨化揮發性有機污染物》是依託武漢理工大學，由李遠志擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：全太陽光譜驅動納米結構OMS-2催化淨化揮發性有機污染物
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李遠志
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
揮發性有機物（VOCs）嚴重危害人們的身體健康，光催化技術提供了一種有效的VOCs淨化方法，但根據現行光催化原理，高效全太陽光譜光催化，特別是紅外光光催化難以實現，發展全新的全太陽光譜驅動催化原理和催化材料是科學界的夢想和巨大挑戰。本項目提出將具有分子篩結構的納米隱鉀錳礦（OMS-2）在全太陽光光譜範圍的強吸收性能（光熱轉化使催化劑溫度升高）與其優良的低溫熱催化性能有機結合，發展與現行光催化原理完全不同的全太陽光譜驅動光致熱催化淨化VOCs新原理和方法; 研究用不同金屬離子取代納米OMS-2孔道中K+離子等微結構和組成的調控方法，揭示納米OMS-2的微結構和組成對晶格氧活性、光吸收性能以及全太陽光譜驅動催化淨化VOCs活性等的影響規律，實現納米結構OMS-2對VOCs的高效全太陽光譜驅動催化淨化，為高效全太陽光譜驅動VOCs催化淨化新材料-納米結構OMS-2的設計提供科學依據和新思路。
結題摘要
石化、油漆等行業排放大量的揮發性有機物(VOCs)等氣體污染物，這些污染物嚴重危害人們的身體健康及大氣環境。現行商業化VOCs治理技術主要是基於負載型貴金屬催化劑的催化燃燒技術，存在催化劑價格昂貴、能耗大、運行成本高等問題，嚴重阻礙其廣泛套用。本項目在納米結構OMS-2等錳氧化物的製備、表征、金屬離子摻雜、微結構調控、光致熱催化淨化VOCs等氣體污染物的催化性能及機制等方面開展了系統深入的研究工作，研發了價格低廉的隱鉀錳礦（OMS-2）納米棒、水鈉錳礦（OL-1）納米花、γ-MnO2納米空心球、ε-MnO2納米片等納米結構錳氧化物，Ce4+、Fe3+、Mg2+等離子摻雜OMS-2納米棒，Cu2+摻雜γ-MnO2，Cu2+摻雜OL-1，以及錳氧化物/TiO2納米片納米結構複合物等系列新材料；發現在全太陽光譜、可見-紅外及紅外光照射下上述納米結構催化新材料對VOCs等氣體污染物的治理具有優良的催化淨化活性和穩定性；發展了基於上述納米結構催化新材料的高效全太陽光譜驅動催化淨化新方法，將現行光催化劑的光譜回響範圍有效地拓展至紅外光區域，極大地提高了太陽能的利用效率，大幅度降低了VOCs治理能耗；發現了與半導體光催化完全不同的光活化新效應，顯著提高了光致熱催化活性；揭示了納米結構OMS-2等錳氧化物的微結構和組成對晶格氧活性、光吸收性能、以及全太陽光譜驅動催化淨化性能等的影響規律，以及上述光活化新效應的本質。本項目為VOCs的治理提供了高效、節能新方法，為全太陽光譜驅動VOCs催化淨化新材料的設計提供重要科學依據和新思路。 本項目先後在Adv. Funct. Mater.、Appl. Catal. B (6篇)、J. Mater. Chem. A (3篇)、ACS Catal. (2篇)、ACS Appl. Mater. Interfaces、Nanoscale (2篇)、Chem. Eng. J.、Environ. Sci: Nano (2篇)、ACS Sustainable Chem. Eng.、Catal. Today、Appl. Surf. Sci.等國際重要期刊共發表SCI論文22篇,申請國家發明專利2項，圓滿地完成了項目的計畫任務和目標。
