[01126748]环保材料特殊纳米结构制备及性能

人类社会和经济可持续发展日益面临能源短缺和环境恶化两大问题。工业生产中的“三废”是重要的环境污染之源,减少和消除“三废”物质,既是环境保护问题,又是实现清洁、安全、文明社会的基本要求。本项目围绕环境净化材料与环保技术研究,主要开展环境材料设计、环境污染物净化性能以及环境污染物监测传感器技术三个方面研究。研究得到国家科技部973项目子课题、江苏省自然科学基金、教育厅、江苏省环保重大专项等项目资助。 主要研究内容： a)新型微纳米结构环境净化材料研究主要包括： （1）新型洁净燃烧催化剂和光催化剂设计、制备及表征研究。本课题研究主要通过功能化设计和结构控制,采用简单、环保的化学制备方法,实现1D、2D、深度枝杈化3D分形结构等新型高效系列催化剂的可控制备（Appl. Catal. B-Environ. 2011, 110134-140;Chem. Commun. 2004, 16, 1857-1858;Catal. Today 2004, 93-95, 651-657;etc.）。 （2）研究了催化剂洁净燃烧性能与光降解性能,揭示了催化剂结构与性能之间的构效关系,提高了催化剂的性能。主要从分子、原子层面上揭示环境材料晶面效应、形态效应对其性能作用机制与机理,达到高效消除多种危害环境污染物的目的（J. Phys. Chem. C 2008, 112（4）,5307-5315;J. Catal. 2007, 250, 1-11;etc.）。 b)开展了环境有害气体洁净燃烧技术、环境污染物的太阳能光催化技术研究,提高环境污染物催化净化效率。 （1）六铝酸盐等系列高温催化剂的甲烷洁净燃烧起燃温度400-420oC,连续运行48h活性维持99%/650 oC（J. Phys. Chem. C 2007, 111 （29） 10941-10947;Chem. Commun. 2004, 16, 1857-1858;Green Chem. 2005, 7, 493-499;etc.）。 （2）钙钛矿为主体之中温燃烧技术, 天然气洁净燃烧连续运行48h活性维持95%/500 oC不失活（Appl. Catal. B-Environ. 2010, 96, 267-275;J. Catal. 2007, 250, 1-11;etc.）。 （3）四氧化三钴等多孔材料CO洁净燃烧起燃温度60-70 oC,具有较高活性。 c)在环境污染物监测技术方面研究,主要设计了空心结构Mn3O4/Co3O4、钙钛矿等新型催化发光传感器,CO监测限低于0.5 g/L, 具有高效应答能力、高选择性和稳定性,实现在线、实时监测环境有害气体污染物（Catal. Commun. 2008, 9, 1119-1124;J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3089-3095;Environ. Sci. Technol. 2008, 42 （10）, 3886-3892;Sensor Actuat. B-Chem. 2008, 134, 761-768;etc.）。 主要研究成果： 研究获得了新型、高效的环境净化催化材料,揭示了其构效关系,成功设计了用于环境污染物监测的高灵敏度应答型催化发光传感器。在Environ Sci Technol（If5.257）, Green Chem（If6.828）, Chem Commun（If6.378）, Appl Catal B（If5.825）, J catal（If5.787）, J Phys Chem C（If4.814）, Sensor Actuat B（If3.535） 等权威期刊发表论文120余篇;单篇引用率最高达93次;申报发明专利14项,获得专利1项;技术成果转让1项;获省、市奖5项。